硅烷偶联剂对纳米羟基磷灰石表面改性的研究

采用硅烷偶联剂(KH-560)对纳米羟基磷灰石(n-HA)表面进行处理, 并研究了n-HA与KH-560的界面作用. 傅立叶红外光谱(FT-IR)以及X光电子能谱(XPS)分析表明, 偶联剂在羟基磷灰石表面黏附, 其中硅羟基(Si--OH)与磷酸氢根(HPO ^2-₄)基团之间脱水形成稳定的Si--O--P化学键, 此外, 硅羟基与HA表面--OH间亦脱水形成化学键合. 偶联处理的HA与聚碳酸酯(PC)复合后, 复合材料的力学强度与未经处理的相比有明显提高. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 经处理后的HA微粒在PC中分散均匀, 两者间结合紧密, 表明无机有机复合材料间良好的界面作用是提高复合材料力学强度的重要途径.     

聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料:(Ⅳ)HA表面处理及PDLLA界面作用研究

采用3-甲基丙烯酸丙酯-三甲氧基硅烷(A-174)、聚丙烯酸(PAA)分别对羟基磷灰石(HA)表面进行改性处理,通过溶液共混、取向模压成型技术制备出直径为3.2 mm的聚DL-丙交酯(PDLLA)/HA复合棒材。上述方法由于增进了复合材料在界面的相互作用,从而引起复合材料玻璃化转变温度升高,力学性能也得到了明显的改善。      

可降解聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料——Ⅲ.聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料的制备及降解

采用超声分散技术,以聚(D,L)-乳酸(PDLLA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,制备出PDLLA/HA杂化材料,研究了PDLLA/HA杂化材料在生理盐水中的降解性能,并对相关产物进行了FT-IR、TEM、XRD分析。结果表明,杂化材料中PDLLA与HA间通过氢键结合,随着HA含量的增加,杂化材料在生理盐水中的降解速率减缓,此外,杂化材料的降解包括PDLLA的降解和HA的重新沉积钙化两个过程,降解12周后,HA的晶体结构被破坏,重新沉积钙化形成多孔骨骼结构。     

原位增强羟基磷灰石/壳聚糖复合棒材

利用低温水溶液均相沉积法制备了磷酸钙盐微纤维; 应用原位沉析法制备了壳聚糖(CS)三维棒材及羟基磷灰石(HA*)/CS复合棒材。XRD证实应用原位沉析法制备HA*/CS复合棒材过程中, 磷酸钙盐转化为羟基磷灰石结构, 尺寸为10~60 μm, 并用SEM对晶体形貌进行了表征, 分析了转化机制。HA*/CS复合材料的微观形貌表明, HA*晶体在CS凝胶棒原位沉析的过程中析出而与CS基体形成镶嵌、 相互咬合结构, 且在基体中分散均匀, 有效地提高了HA*与CS基体的界面连接作用, 使力学性能显著提高。所制备的HA*/CS棒材随HA*含量的增大(在其饱和溶解度3.3 wt%范围内), 复合材料的弯曲性能逐渐提高, 当羟基磷灰石质量分数为3.3%时, 复合材料的弯曲强度达到159.6 MPa, 弯曲模量达到5.1 GPa, 比CS基体分别提高85.6%和54.5%。HA*/CS复合棒材的弯曲强度和弯曲模量远高于松质骨, 弯曲强度也比密质骨高。      

羟基磷灰石(HA)表面改性对HA/聚乳酸复合材料力学性能的影响

采用三种高分子有机物聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)对羟基磷灰石(HA)颗粒表面进行改性处理,以便改善两相在复合时的界面结合强度,从而获得力学性能优良的复合材料.首先,将三种高分子聚合物分别溶于含HA颗粒的水溶液中,均匀分散后经喷雾干燥获得改性的粉体;然后,利用流延法获得HA/PLLA复合材料薄膜.研究了3种高分子表面改性HA颗粒后复合材料的力学性能,以及自然断面的界面结合情况.结果表明HA表面经PEG改性后,HA与PLLA间的界面结合状态优良,HA/PEG/PLLA的断裂强度较未经表面改性处理的HA颗粒与PLLA的复合材料的断裂强度提高了31%.     

聚乳酸涂层改善网状羟基磷灰石陶瓷支架力学性能的研究

采用有机泡沫浸渍法制备出高孔隙率的三维网状羟基磷灰石(HA)生物陶瓷支架,并采用不同浓度的聚乳酸(PDLLA)溶液涂覆网状HA支架,以达到增强补韧网化陶瓷支架的目的.通过扫描电镜观察PDLLA涂覆网状HA陶瓷支架的显微结构和测试力学强度,研究了不同浓度PDLLA溶液涂覆对网状HA支架的涂层厚度、显微结构和力学性能的影响.实验结果表明:涂覆一定量的PDLLA涂层可以显著提高网状HA生物陶瓷支架的抗压强度,同时保持网状陶瓷支架的贯通性和孔隙率.     

钛涂覆多孔羟基磷灰石涂层的制备及其生物活性

在纯钛基体表面通过电泳沉积的方法制得壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)复合涂层, 然后将复合涂层烧结形成多孔HA涂层。采用SEM对多孔HA涂层的形貌进行观察, XRD分析涂层的物相组成, 粘结拉伸实验测定涂层与基体的结合强度, 1.5倍人体模拟体液(1.5SBF)浸泡测定涂层的生物活性。结果表明: 当悬浮液中CS与HA质量比为1∶1时, 制得的CS/HA复合涂层经过700℃烧结处理, 涂层中CS热分解致孔形成多孔HA涂层, 孔径在10~25 μm, 涂层与基体的结合强度可达19.5 MPa; 在1.5SBF中浸泡5天后, 多孔HA涂层表面完全碳磷灰石化, 呈现较好的生物活性。      

可降解聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料--Ⅱ.聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料的制备及降解

采用超声分散技术,以聚（D,L）-乳酸（PDLLA）和纳米羟基磷灰石（HA）为原料,制备出PDLLA／HA杂化材料。研究了PDLLA／HA杂化材料在生理盐水中的降解性能,并对相关产物进行了FT-IR、TEM、XRD分析．结果表明,杂化材料中PDLLA与HA间通过氢键结合,随着HA含量的增加,杂化材料在生理盐水中的降解速率减缓,此外,杂化材料的降解包括PDLLA的降解和HA的重新沉积钙化两个过程。降解12周后,HA的晶体结构被破坏,重新沉积钙化形成多孔骨骼结构。     

纳米羟基磷灰石形貌对复合材料力学强度的影响

采用不同形貌的羟基磷灰石纳米粒子与聚酸酐材料复合,研究了羟基磷灰石形貌对复合材料力学强度的影响,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形态.结果发现羟基磷灰石的形貌对材料的压缩强度和压缩弹性模量影响较大:长针状羟基磷灰石增强效果较好,所得复合材料的压缩强度可达256MPa,压缩弹性模量可达9.8GPa;片状羟基磷灰石的复合材料力学强度较差,压缩强度最高只有160Mpa,压缩弹性模量最高只有7.9GPa.     

壳聚糖/羟基磷灰石表面修饰聚己内酯多孔骨支架的制备及性能

采用选择性激光烧结技术构建多孔聚己内酯(PCL)骨支架,用原位合成的方法制得壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)悬浮液,并采用真空浸泡、低速离心和冷冻凝胶的方法使CS/HA黏附在PCL支架的表面,以改善骨支架的生物相容性和细胞增殖活性。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观测复合支架的物相和形貌,测量支架的压缩强度和杨氏模量,测量支架表面的水接触角,并通过体外细胞实验研究复合支架的生物学性能。实验结果表明,原位合成的方法制得了羟基磷灰石(HA);CS/HA凝胶与PCL骨支架表面黏附良好;CS/HA改善了PCL支架表面的亲水性,提升了骨支架的生物相容性和细胞增殖活性。     

短切碳纤维/羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能

以短切碳纤维为增强相, 采用原位复合法制备短切碳纤维(C_f)/羟基磷灰石(HA)生物复合材料。为提高材料的界面结合, 对C_f表面进行氧化处理。对纯HA结构、 C_f表面以及复合材料断口形貌分别采用XRD、 FTIR、 SEM进行分析表征; 采用万能试验机对复合材料进行力学性能测试。结果表明: 氧化处理后C_f表面变粗糙, 有羟基羧基官能团出现; C_f质量分数为3%时C_f/HA复合材料相对密度最大, 力学性能最好, 弯曲强度和弯曲模量分别约为130 MPa和36 GPa。C_f/HA复合材料断口SEM照片表明, C_f质量分数低于6%时能够实现在HA基体中的均匀分布。      

羟基磷灰石/壳聚糖复合层的制备及其结合力、润湿性研究

通过微弧氧化处理,在Ti植入体表面制备了兼具花瓣和多孔形貌的羟基磷灰石(HA)涂层,而后通过浸渍-提拉法又在HA表面成功装载了不同浓度的壳聚糖(CS)。对所得复合层进行SEM、EDS、XRD检测,探究负载CS前后复合层的的形貌、组成及物相变化;通过FT-IR分析复合层所含官能团及HA/CS界面的相互作用;并对不同HA/CS样品进行接触角测试,探究不同CS浓度对样品表面润湿性的影响;通过划痕法测试CS与HA的界面结合强度。结果表明,随着CS浓度增大,可逐渐遮盖HA层的花瓣、多孔形貌特征,使得钛表面形成光滑、连续的CS膜层;HA和CS之间有一定的键合作用,界面结合力可达8.3N;CS的负载可有效降低HA层的表面润湿性,且随着CS浓度增大,表面润湿性不断降低。     

低温熔盐电沉积羟基磷灰石复合涂层的研究

为了提高羟基磷灰石涂层的结合强度,在AlCl3-NaCl-TiCl3低温熔盐体系中加入HA微粒,复合电沉积制备Al-Ti/HA复合涂层,并对涂层的表面形貌、结构和结合强度进行了研究.结果表明: HA微粒均匀分散在Al-Ti合金镀层中,其共沉积量随电流密度的减小和熔盐中HA浓度的增大而增强;涂层的结合强度随HA共沉积量的增大而增强,当HA的共沉积量为40.1%(质量分数)时,Al-Ti/HA复合涂层的结合强度达到28.1 MPa.     

磷酸单酯偶联剂改性羟基磷灰石/高密度聚乙烯复合人工骨材料的制备和性能

采用磷酸单酯偶联剂对羟基磷灰石( HA) 进行表面改性处理, 通过熔融共混复合等工艺制备了改性HA/ 高密度聚乙烯( HDPE) 复合人工骨材料。用IR、TGA 和燃烧实验对复合材料的结构和组成进行了表征, 并对复合材料的流变性能、热稳定性、力学性能进行了初步研究。结果表明,所制备的改性HA/ HDPE 复合材料比未改性HA/ HDPE 具有更好的流变性能和机械力学性能, 组成均一, 具有良好的热稳定性, 通过控制复合材料中改性HA 及HDPE 配比, 可制备出机械力学性能优良的复合人工骨材料, 在生物医学材料研究中具有重要意义。      

纳米羟基磷灰石/聚碳酸酯复合生物材料Ⅰ:制备及表征

使用硬脂酸对羟基磷灰石表面进行改性,制备了纳米羟基磷灰石/聚碳酸酯(n-HA/PC)复合生物材料,利用透射电子显微镜(TEM) 、红外光谱(FTIR) 、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对羟基磷灰石和复合生物材料微观组成结构进行了表征。结果表明: 弱结晶结构的纳米羟基磷灰石经表面改性后,硬脂酸通过离子键吸附在其表面,形成有效的有机包覆层;与聚碳酸酯复合时,通过氢键与聚合物结合,改善了n-HA与PC聚合物的界面相容性;制备的n-HA/PC复合材料与自然骨力学性能相匹配。      

羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料的制备

以蚕丝丝素蛋白(SF)作为羟基磷灰石(HA)沉积的模板,制备HA/SF复合粉末,用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对复合粉末进行分析和鉴定。结果表明,合成产物是HA/SF复合物,其平均粒径约为275.7 nm,其中丝素蛋白含量为17.8%(质量分数)。复合粉末经等静压成型后能够制得弯曲和压缩强度分别为19.87 M Pa和28.65 M Pa的HA/SF复合材料,以N aC l为致孔剂能够制得平均孔径约为61μm、孔隙率为40%的多孔HA/SF复合材料。     

壳聚糖/羟基磷灰石复合骨折内固定棒材的制备与性能研究

采用原位沉析法制备了壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)复合棒材.用预先沉积的壳聚糖膜将含有Ca、P源的壳聚糖溶液与凝固液隔离,同时控制壳聚糖沉积与羟基磷灰石前驱体转化为羟基磷灰石的过程,使二者得以均匀复合.燃烧试验结果表明无机成分均匀分散于壳聚糖中,FT-IR、XRD和TEM测试证实原位生成羟基磷灰石,弯曲强度测试结果表...     

羟基磷灰石/聚乳酸/聚氨酯生物材料的降解性能

以聚乳酸(PDLLA)和聚氨酯(PU)为基体,将纳米羟基磷灰石(n-HA)与其复合,制备了多孔n-HA/PDLLA/PU生物材料,通过模拟体液(SBF)浸泡试验评估材料的生物降解性和矿化活性,测定了降解过程中材料的吸水率和pH变化,以及浸泡前后的质量损失。通过红外光谱分析生物材料浸泡前后结构组成变化,采用热重分析(TG)材料降解前后的热稳定性,并用扫描电镜观察材料降解前后表面形貌特征。结果表明,n-HA/PDLLA/PU生物材料在模拟体液中随浸泡时间的延长由外到内不断降解,可以通过控制PDLLA的含量调节材料的降解速率;随着PDLLA和PU的水解以及n-HA形成新的结晶,生物材料降解后热稳定性降低。     

超顺磁性羟基磷灰石/壳聚糖棒材的制备

以壳聚糖膜为模板将磁性羟基磷灰石前驱体的壳聚糖醋酸溶液与NaOH凝固液隔离,OH^-向磁性羟基磷灰石前驱体的壳聚糖醋酸溶液内部的渗透引起pH值变化,导致质子化的壳聚糖在模板上沉积的同时无机物就地生成,原位复合制备出无机纳米颗粒分散均匀的磁性羟基磷灰石／壳聚糖（HA／CS）复合棒材．生成的超顺磁性四氧化三铁和羟基磷灰石颗粒大小均一（大约长30nm,宽20nm）,在基质中分布均匀、没有出现明显的团聚现象．     

羟基磷灰石/淀粉基复合生物材料

淀粉基(starch-based)材料是一类重要的生物降解聚合物,羟基磷灰石(HA)是人体骨骼的主要成分,以淀粉基材料为基体、以HA为增强材料的HA/淀粉基复合材料是一类新型的复合生物材料,其具有良好的生物相容性,在骨修复领域具有巨大的应用潜力.初步对该复合材料进行了归类,并介绍了其制备工艺、性能和应用等方面的研究近况,指出改进复合工艺、采用纳米级HA增强并进行表面改性是其发展趋势.