用超临界CO2法制备聚乳酸三维多孔支架材料

在超临界CO2(SC—CO2)条件下制备了生物相容性良好的聚乳酸(PLA)多孔材料，研究了PLA的分子量、SC—CO2的压力、温度和处理时间对多孔材料的结构形态、孔隙率和玻璃化温度的影响。结果表明：支架材料的孔洞分布、结构形态和孔隙率不仅与聚乳酸的分子量有关，而且与处理样品的压力、温度和时间关系密切；经超临界CO2处理后材料的玻璃化温度(Tg)有所升高，与传统的方法所制得的材料相比较，多孔材料不仅杂质少，孔径孔率分布均匀，孔洞表面粗糙，而且在大孔之间几乎布满了直径为10—20μm的微孔，该结构提供了营养物质和新陈代谢的通道，且细胞和生长因子也能通过。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米结构组织工程支架材料的制备与表征

采用热致相分离法制备了一系列左旋聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)纳米纤维状复合支架材料,并采用扫描电境、万能材料试验机和体外降解实验对其进行了表征.实验结果表明,复合支架的孔隙率高达90%;扫描电镜观测到复合支架材料为三维多孔的网状纳米纤维状结构,其纳米纤维直径在200～500nm的范围内;万能材料试验机测得复合支架的压缩模量最大可提高至纯聚乳酸支架的3倍.     

聚乳酸-羟基乙酸/改性纳米羟基磷灰石复合多孔支架材料的研制

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)/改性纳米羟基磷灰石(MHA)复合多孔组织工程支架材料的制备主要包含以下步骤:首先通过室温化学共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,然后通过L-丙交酯在二甲苯溶液中聚合接枝纳米羟基磷灰石得到改性的纳米羟基磷灰石;最后通过改进的热致相分离两步初化法制备PLGA/MHA复合多孔支架.X射线衍射仪(XRD)显示纳米羟基磷灰石合成成功,透射电子显微镜(TEM)结果显示其为半径为30～50nm的球形,红外光谱显示聚乳酸成功的接枝到纳米羟基磷灰石表面;扫描电子显微镜(SEM)结果表明改进的热致相分离两步初化法制备的PLGA/MHA复合多孔支架的孔径在100～450μm.     

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料的制备与性能研究

以饱和Ca(OH)2上清液、磷酸和胶原蛋白为原料,在36～39 ℃、pH=8～9条件下,用共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料.用XRD、SEM、TEM、IR对材料的晶相结构、结晶程度、化学键结构、微观形貌、晶粒大小进行分析.结果表明:复合材料由低结晶度的纳米羟基磷灰石(5nm×60nm～20nm×100nm)和胶原蛋白纤维组成,二者之间形成了紧密键合.     

原位水化法制备羟基磷灰石/壳聚糖复合支架材料

以含Ca2+和PO34-的溶液为无机相,壳聚糖(chitosan,CS)溶液为高分子相,采用原位水化法制备羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)/CS复合多孔支架材料。XRD和IR的表征和分析表明水化24h后,复合支架中的钙磷盐从磷酸氢钙(dicalciumphos phate dehydrate,DCPD)转化为HAP。SEM和EDS显示15μm左右的棒状HAP颗粒均匀地分散在多孔支架的孔壁上,压缩强度的测试结果表明这种结构显著提高复合支架的力学性能。     

超临界CO2反复循环萃取法制备PLA/TCP多孔组织工程支架材料

相对于传统的超临界CO2（SC—CO2）一次性升压法，采用SC—CO2反复循环萃取法制备了聚乳酸（PLA）／磷酸三钙（TCP）复合多孔支架材料，以提高材料的孔洞连通率。本文研究了材料的开孔率，不同PLA和TCP配比材料的孔洞形态以及材料的力学性能。结果表明，反复循环萃取法制备的材料比传统的一次性升压法制备的材料的开孔率可以提高10%左右，孔径在200-300μm之间，孔壁上有丝网型等几种适合细胞种植的特殊微隙形态；TCP在PLA支架中的分散性很好；材料压缩模量和压缩强度分别可达71.8和7．1MPa，比单纯的PLA材料明显增加。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料力学性能

将纳米羟基磷灰石(n-HA)和聚乳酸(PUA)在溶剂中混合,干燥后再采用热压成型工艺制备n-HA/PLLA复合材料.制备过程中n-HA采用F-127和PEG改性处理.拉伸实验发现:n-HA加入PLLA基体中,能提高PLLA的塑性;PEG改性n-HA与PLLA复合力学性能较好,PEG可以改善HA的分散性.扫描电镜图片显示:与PLLA比较,PEG改性n-HA/PLLA复合材料的断裂为韧性断裂,PLLA的断裂接近脆性断裂.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-羧甲基纤维素复合支架材料的研究

用冷冻干燥法制备了不同比例的纳米羟基磷灰石/壳聚糖-羧甲基纤维素(n-HA/CS-CMC)无机/有机复合多孔支架材料, 并探讨了其复合机理及无机组分n-HA对复合支架的结构形貌、力学性能、体外降解性能的影响. 结果表明, 其复合支架主要是通过无机组分n-HA均匀分散充填在CS-CMC聚电解质有机网络结构中形成的, 且三组分间有较强的化学键合. 无机组分n-HA的加入使孔结构变得不规则, 孔隙率略有减小, 使复合支架的抗压缩强度提高, 并且可使其体外降解速度减慢. 无机组分n-HA含量为40\%复合支架材料的性能最佳, 有望用作骨组织工程支架材料.     

纳米羟基磷灰石/聚合物多孔复合支架材料

为提高骨组织工程支架材料的力学性能,改善其生物活性,综合天然与合成高分子的优点,采用溶液共混相分离法制备出聚己内酯(PCL)-壳聚糖(CS)多孔支架材料, 并进一步采用离心注浆法填充具有生物活性的纳米羟基磷灰石(HA)-聚乙烯醇(PVA)复合浆料, 制备了n-HA-PVA/PCL-CS复合多孔支架材料, 改善了PCL-CS支架材料力学性能。采用扫描电子显微镜、红外光谱、元素分析、孔隙率和抗压强度试验对材料进行了表征。结果表明, PCL-CS支架材料的内部具有蜂窝状的相互贯通的孔隙结构,孔隙率可以达到60%～80%。CS含量越大,孔隙率越大,而抗压强度越小。填充后的n-HA-PVA/PCL-CS复合多孔支架材料,孔隙率有所下降,但仍大于60%,而其弹性模量可提高至25.71 MPa。      

一种制备纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇多孔支架材料的新方法

采用乳化发泡-冷冻法制备了聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇两种多孔材料.用SEM对材料进行了表征,结果表明所得样品孔径均匀,孔隙率高,且孔内外贯通,是一种新型的制备多孔材料的方法.文中还讨论了乳化剂op、聚乙烯醇、纳米羟基磷灰石、搅拌速度等因素对孔的大小和孔隙率的影响.     

超临界CO2中CS-g-PDLLA的合成及其与PDLLA多孔支架材料的原位构建

首先以辛酸亚锡为催化剂,消旋丙交酯(D,L-LA)与壳聚糖(CS)为原料,在超临界二氧化碳(scCO_2)中合成了以PDLLA为基体、CS-g-PDLLA共聚物为填充相的共混体系,然后通过scCO_2萃取/致孔技术原位构建了CS-g-PDLLA/PDLLA多孔支架材料。对共聚物的结构与性能、PDLLA的分子量进行了表征,对多孔支架的结构形态进行观察,并对支架材料的孔隙率进行测定。结果表明,以scCO_2为反应介质,成功合成了PDLLA均聚物和CS-g-PDLLA共聚物,同时,通过改变原料比、反应温度和时间能在一定程度上调控共聚物的组成与PDLLA的分子量以及产率。CS-g-PDLLA/PDLLA多孔支架材料的孔洞分布均匀,孔洞连通性较好,孔内壁具有非常独特的长沟壑形微观结构,且CS-g-PDLLA填充相与PDLLA基体的相容性良好;减压速率和处理温度对多孔支架的结构形态有一定影响。     

CO2在超临界条件下流动换热的实验研究

本文对超临界CO2在水平管内和水交叉流动的换热特性进行了实验研究，通过实验结果表明，CO2热流密度和质量流量的变化均对换热性能产生一定的影响。并且分析了其Re、Pr和Nu数的变化特性。以此为基础，为气体冷却器的设计提供了理论依据。     

超临界CO_2增强聚合物加工的研究与应用进展

对超临界CO2环境中聚合物加工方法的研究、应用现状与进展进行了综述。基于SC-CO2对聚合物的增塑作用,可开发出许多相关用途,如聚合物改性、聚合物共混、聚合物复合材料、多孔微泡沫材料、微粒化以及聚合物浸渍/灌注/插嵌等。在对研究现状和结果进行梳理总结后,认为SC-CO2对聚合物加工过程的增强作用机理可归结为:SC-CO2对聚合物的溶胀,导致增塑,进而降低了聚合物的玻璃化温度、黏度、表面张力,增强了小分子化合物在聚合基质中的扩散系数。此外,CO2作为绿色溶剂,是有机溶剂的良好替代品,因此具有广阔的应用前景。     

软骨修复用 HA/PU多孔支架材料的制备与表征

研制了用于软骨的组织工程的HA／PU多孔支架材料，采用气体发泡法制备了三维贯通的多孔HA／PU支架材料，通过XRD、IR对其结构组成进行了分析，用DSC测量了玻璃化转变温度，用SEM观察了微观形貌和孔径尺寸，并计算了孔隙大小和孔隙率的分布．通过燃烧试验分析了HA／PU复合材料中HA的百分含量，并对力学性能进行了评估．结果表明，多孔HA／PU复合支架材料，其大小孔道相互贯通，孔径范围在100-800μm，大孔中含有微孔，孔隙率可达到78％-80％，HA含量达到30wt％，力学强度达到271kPa．多孔HA／PU复合材料具有一定的弹性，是一类性能很好的可望用于软骨修复的支架材料．     

HA/PDLLA复合材料的制备及其降解性能研究

首先采用开环聚合合成了PDLLA, 液相-沉淀法合成了HA超微粉, 然后采用液相吸附法制备了HA/PDLLA复合材料. 以纯PDLLA进行对照, 对HA/PDLLA复合材料进行体外降解实验和体内植入实验, 并进行扫描电镜观察. 结果表明HA/PDLLA复合材料较单纯PDLLA材料的降解速度减慢, 机械强度升高, 避免了过早的丧失力学强度. HA颗粒从材料表面脱落后, 成纤维细胞向组织内长入, 并伴有少量新生骨痂的形成, 显示HA/PDLLA复合材料具有良好的降解性能, 一定的成骨性和骨连接性. 24周时, HA/PDLLA材料被组织分隔包裹, 新生骨组织长入材料, 骨愈合情况良好, 具有足够的强度保证实验性松质骨骨折正常愈合.     

PLGA/HA骨支架材料的降解特性

采用有机泡沫法获得了HA多孔骨架.运用溶胶浇铸法将PLGA溶胶填充入多孔骨架中,制备出骨组织工程用PLGA/HA复合支架材料,并考察了其在模拟体液中的降解性能,通过SEM观察了其表面组织形貌.结果表明,随浆料中HA含量的增加,材料降解后质量损失增大,且随降解时间的延长,PLGA/HA骨支架材料表面粘附的磷灰石相增多,表明该复合材料具有良好的生物活性.     

PLLA/HA复合微球的制备

采用了一种新的微球制备方法液滴-冷凝法,以左旋聚乳酸[Poly(L-lactic-acid),PLLA]和羟基磷灰石(Hydroxyaptite,HA)为原料制备了复合微球。采用正交试验,以复合微球的粒径、球形度、成球率和孔隙率为考察指标,研究了PLLA溶液浓度、PLLA/HA质量比及冷凝液的温度梯度对复合微球成型和性能的影响,应用扫描电镜(SEM)对聚乳酸微球的微观形貌、孔隙结构进行了观察和表征。研究结果表明,应用该工艺制备的微球粒径均一,球径可控,其表面和内部都存在丰富的微孔,且孔间互相贯通。当采用较低浓度的PLLA溶液和适中的冷凝液温度梯度时,复合微球的各项指标均较好。该微球材料有望在骨缺损填充等领域得到应用。     

生物活性玻璃-二氧化锰复合支架的制备与表征

骨修复支架在植入缺损处后出现的炎症与氧化应激有关, 其中过氧化氢(H₂O₂)浓度过高是引起氧化应激的主要原因之一。二氧化锰(MnO₂)能够通过催化分解H₂O₂来消除植入物周围环境过量的H₂O₂, 同时催化H₂O₂分解产生的氧气(O₂)能够缓解骨缺损处因血供不足而导致的缺氧环境, 从而有利于骨组织再生与骨缺损修复。本研究采用简单的氧化还原法在3D打印制备的生物活性玻璃(BG)支架表面原位沉积MnO₂颗粒, 得到BG-MnO₂复合支架(BGM), 赋予BG支架清除H₂O₂的同时提供O₂的能力。研究结果表明, BGM支架表面沉积MnO₂含量随反应溶液中高锰酸钾浓度升高而增加, 其抗压强度随MnO₂含量增加而增强, 但这些支架的孔隙率和降解速度基本保持不变。更为重要的是, BGM支架能够在H₂O₂环境中持续催化分解H₂O₂产生O₂, 当不同Mn含量的BGM (BGM5和BMG9)支架在浓度为2 mmol/L的H₂O₂溶液中催化分解H₂O₂产生的O₂能使溶液中饱和氧浓度分别达到8.4和11 mg/L。细胞实验结果表明, BGM支架对骨髓间充质干细胞的增殖和碱性磷酸酶活性有一定促进作用。因此, BGM支架在骨组织修复领域具有较大的应用潜力。     

超临界CO2对高粘熔体缩聚过程的增强作用研究进展

对超临界CO2环境中高粘熔体缩聚过程的研究现状与进展进行了综述,详细列举了聚酯、聚碳酸酯、及尼龙66为代表的超临界CO2高粘熔体/固相缩聚过程的研究方法与结果。在对近年来的研究状况和结果进行总结归纳后,认为超临界CO2对高粘熔体缩聚过程的增强作用机理可归结为:对过程热力学平衡推动力的增强和动力学传质速率的增强这两个方面。     

HDPE/LDPE共混物超临界CO_2挤出发泡成核剂的优选

以高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)按7∶3质量比的熔融共混物为原料,超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,通过挤出发泡的方法制备聚乙烯共混物的泡沫材料。系统研究了不同种类成核剂以及复合成核剂的成核效果。结果表明,成核剂的加入使流变性能变优,CO_2的溶解度上升,结晶温度上升。且1.0%(质量分数,下同)滑石粉和1.0%聚乙酸乙烯酯(PVAc)的复合成核剂发泡效果最佳,制备的聚乙烯共混物泡沫材料平均孔径可达254μm,孔密度6.60×104cells/cm3,发泡倍率6.02。