浆料粘度对纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架孔结构与力学性能的影响

浆料粘度是热诱导相分离法制备支架材料的关键因素,采用不同粘度的纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合浆料制备了相应的n-HA/PA66多孔支架,并对不同粘度浆料制备支架材料的泡孔结构和力学性能等进行了对比研究。结果表明,浆料粘度对n-HA/PA66复合多孔支架的孔径、孔径分布、孔隙率、开孔率、力学强度等性能有显著的影响。随着浆料粘度的增大,制备支架的孔径、孔隙率、开孔率逐渐减小,而力学强度却逐渐增大。当浆料粘度为330Pa.s时,制备出的n-HA/PA66复合多孔支架综合性能最好,其孔径主要分布在200～500μm,平均孔径(324±67.1)μm,孔隙率为(75±1.6)%,开孔率为(59±2.5)%,抗压强度为(2.12±0.90)MPa,能够较好地满足骨组织工程支架材料对孔径、孔隙率和力学性能的要求。     

聚酰胺多孔膜的可控制备及细胞生物学响应

利用相转移法,通过控制溶剂蒸发温度制备了不同孔隙结构的聚酰胺(PA)多孔膜,用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对不同孔隙结构的PA多孔膜的形貌和力学性能进行了表征。将PA多孔膜与类成骨细胞(MG63)共培养来考察不同孔隙结构多孔膜的细胞生物学响应。结果表明,随着溶剂蒸发温度升高,制备的PA多孔膜孔径大小逐渐增大,在40℃下制备的多孔膜孔隙结构均匀,孔径为10~20μm,其弹性模量与拉伸强度分别达到(20.2±0.9)和(5.2±0.5)MPa。细胞实验表明,与40℃下制备的PA多孔膜共培养后,细胞在其表面伸展爬行,形态结构完整,增殖明显。具有可控特性的PA多孔膜能够满足其在骨组织引导再生临床中的应用。     

壳聚糖-明胶/APTES改性生物活性玻璃复合支架的制备工艺

为改善生物活性玻璃与高分子之间的相容性,利用 APTES改性生物活性玻璃(SBG),通过冷冻干燥法制备出用于骨和软骨组织工程的壳聚糖-明胶/APTES改性生物活性玻璃(CS 2Gel/ SBG)仿生型复合多孔支架,并对其孔隙率、力学性能和显微形貌进行了表征;探讨了各组分不同含量、交联剂和冷冻温度对CS-Gel/SBG复合支架孔隙率、力学性能和显微观结构的影响。研究表明,当SBG和CS-Gel的含量分别为70和40 g·L-1,用EDC和NHS交联,-50℃急冻2h后,又在-15℃ 下冷冻10h,最后真空冷冻干燥,制备出孔隙分布均匀、孔隙率达到90 %以上、三维连通的复合多孔支架。     

冷冻干燥/粒子沥滤复合法制备聚己内酯组织工程支架

采用冷冻干燥/粒子沥滤复合法制备聚己内酯(PCL)多孔支架,通过扫描电镜对支架的三维结构进行了表征,并计算了支架孔隙率.研究结果表明,与单一冷冻干燥法或粒子沥滤法相比,复合法制备的PCL支架具有孔隙率高(86%),孔隙结构均匀、孔隙连通性好、孔径可控等特点,支架结构可以通过调整预冷冻温度和造孔剂粒径进行控制.     

FeAl(Si)多孔材料的制备及高温力学性能

研究以Fe、Al、Si元素粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应烧结制备FeAl(Si)多孔材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多孔性能测试和高温拉伸实验等分析测试手段,研究FeAl(Si)多孔材料在烧结过程中的孔结构演变、显微组织形貌和高温力学性能。结果表明,在烧结过程中,随温度升高,孔隙数量增多,孔径增大,经1 120℃保温2 h后得到了具有孔结构丰富,孔隙均匀分布,单一FeAl(Si)相的多孔材料,该材料孔隙度为51.0%,最大孔径为27.3μm,透气度为373.7 m~3/(h·kPa·m~2)。随温度由室温升高,FeAl(Si)多孔材料的抗拉强度先升高后降低,500℃时,FeAl(Si)多孔材料表现出最大的抗拉强度15.24 MPa,温度进一步升高,抗拉强度急剧下降。低温下FeAl(Si)多孔材料表现为脆性断裂,高温下呈现出一定的塑性断裂特征。     

采用聚醚酯制备多孔支架的条件控制

采用热致相分离(TIPS)结合冷冻干燥技术制备了聚醚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯-b-聚乙二醇)(PTCG)多孔支架,研究了聚合物质量浓度、粗化温度和溶剂组成等相分离参数对多孔支架形貌结构的影响.结果表明,制备出的多孔支架孔间相互贯通,支架表面(与空气接触面)的孔径大于底面(与玻璃接触面)的孔径;随着聚合物质量浓度的增大,支架的孔径和孔隙率减小.由于分相过程中热力学推动力增大和相区融合阻力增加的相互作用,孔径随着粗化温度的降低呈现先升后降的趋势,并在0℃时出现最大值.在DO中加入不良溶剂H2O,溶液分相温度的升高导致多孔支架孔径的增大.通过控制相分离参数可以制备不同形貌结构的PTCG多孔支架.     

烧结温度对316L多孔不锈钢孔结构的影响

将316L不锈钢粉、造孔剂(尿素颗粒)和粘结剂(聚乙烯醇溶液)进行混合,压坯后采用高温真空烧结制备出多孔不锈钢。利用真空浸渍法计算不同烧结温度下试样的孔隙率,在金相显微镜下观察试样的孔径分布及孔大小等,采用压汞法测试不同烧结温度下的最大孔径及其渗透性能。结果表明,烧结温度在1200℃时可获得小孔径分布均匀、孔隙贯通性良好的多孔结构;但烧结温度超过1200℃,烧结试样发生孔径的收缩和变形,使得孔隙率减小,多孔材料的渗透性能降低。     

表面多孔NiTi-羟基磷灰石/NiTi生物复合材料的制备与性能

利用放电等离子烧结技术制备了表面多孔NiTi-羟基磷灰石(HA)/NiTi生物复合材料,研究了烧结温度对复合材料宏观形貌、微观结构、表面孔隙特征、力学性能及体外生物活性的影响。结果表明:随着烧结温度从800℃提高到950℃,NiTi-HA/NiTi复合材料由复杂的Ti、Ni、Ti_2Ni、Ni_3Ti、HA混合相逐渐转变为单一的NiTi+HA相,内外层界面形成稳定的冶金结合且表面孔隙率与平均孔径呈缓慢减小趋势;同时抗压强度显著提高而弹性模量变化不明显。与传统NiTi、多孔NiTi及多孔NiTi-HA材料相比,950℃温度下制备的NiTi-HA/NiTi复合材料不仅具有良好的界面结合和表面孔隙特征(孔隙率45.6%、平均孔径393μm)、较高的抗压强度(1 301MPa)、较低的弹性模量(10.2GPa)以及优异的超弹性行为(超弹性恢复应变4%)的最佳匹配,而且还具有良好的体外生物活性。     

丝素/明胶三维多孔支架的构建及其结构和性能表征

应用冷冻干燥技术,在不同预冻温度下制备不同质量比例的三维多孔支架,用扫描电镜观察支架的微观形貌,X射线衍射仪分析其表面相结构,并测定了其吸水率、孔隙率和热稳定,观察不同质量比例和预冻温度对丝素(silkfibroin,SF)/明胶(gelatin,G)三维多孔支架结构和性能的影响。结果显示,通过改变材料的质量比例和预冻温度可以控制支架的孔隙形貌、吸水率和孔隙率,并且将丝素与明胶复合可以使支架的热稳定性提高,同时结构更加稳定。     

粉末冶金法制备多孔金属钛免疫隔离材料

采用粉末冶金工艺制备出微米孔径且孔隙率较高的多孔钛免疫隔离材料，分析了压制压力、烧结温度等因素对多孔金属钛孔径及孔隙率的影响。试验结果表明，随着压制压力的提高，钛粉末烧结后平均孔径尺寸和孔隙率逐渐减小，孔隙分布和孔径尺寸较均一。烧结温度对多孔金属钛影响显著，随烧结温度的升高，平均孔径尺寸逐渐增大，孔隙率先略有上升后逐渐降低。     

注射成型羟基磷灰石/聚酰胺6多孔支架的微观结构和力学性能

采用注射成型法制备了羟基磷灰石/聚酰胺6(HA/PA6)多孔支架,用SEM、XRD、DSC等手段表征了支架的组成结构和形貌,检测了其力学性能.研究表明,调节羟基磷灰石(HA)含量、偶氮二甲酰胺(AC)用量和预塑量能有效控制支架的力学性能、孔径大小和孔隙率.HA/PA6支架的孔径在100～500μm左右,孔隙率达到甚至超...     

原位自发泡制备磷酸钙/聚氨酯复合骨修复支架

磷酸钙/聚氨酯(CaP/PU)复合骨修复支架制备过程中随着材料体系粘度逐渐增大, 后期加入的发泡剂难于均匀分散, 影响支架孔隙率及孔结构均匀性。本研究在CaP/PU材料合成过程中将发泡剂水以磷酸氢钙结晶水合物(DCPD)的形式均匀复合在材料中, 在一定条件下释放结晶水与聚氨酯(PU)中的异氰酸根反应生成CO₂, 实现自发泡成型。实验结果显示, 90 ℃条件下自发泡制备的CaP/PU支架孔隙率高、孔结构均匀、贯通性好。将90 ℃发泡成型的CaP/PU多孔支架在110 ℃再熟化处理, 可提高支架的力学性能高达1倍以上。该方法简便易行, 为聚氨酯基多孔支架的制备提供了新思路。     

多孔 n2 HA/ PA26复合材料的制备及性能

采用注塑方法制备了多孔纳米磷灰石/聚酰胺26 (n2 HA/ PA26) 复合材料 , 采用 SEM、XRD、IR、 力学性能测试考察了多孔材料的性能。结果发现 : 多孔纳米磷灰石/聚酰胺26复合材料的孔隙分布均匀 , 贯通性良好 , 孔的尺寸约为 100～700μm , 平均孔径约 300～500μm , 大孔壁上有丰富的微孔 ; 所得多孔复合材料的孔隙率可控 , 总孔隙率最高可达 881 6 %; 多孔材料的总孔隙率降低 , 则开孔率随之降低 ; 多孔纳米磷灰石/聚酰胺26 复合材料的抗压强度为 1. 1～15. 6 MPa , 压缩模量为 0. 4～1. 4 GPa ; 在总孔隙率相近的条件下 , 多孔材料的抗压强度随 n2 HA质量分数增加而升高; 发泡剂和发泡过程对组成纳米磷灰石/聚酰胺26复合材料的两组元材料的性质和结构无影响。这种多孔材料可望作为人体非承重部位的植入骨修复体和组织工程支架使用。     

MPEG-PLLGA多孔支架制备影响因素研究

采用热致相分离法制备了MPEG-PLLGA(单甲氧基聚乙二醇-聚左旋丙交酯乙交酯)多孔支架。讨论了丙交酯/乙交酯(LA/GA)配比、聚合物质量浓度、预冻温度等因素对支架的孔径、孔隙率和力学性能的影响。结果表明,当聚合物质量浓度为0.03g/mL时,不同n(LA)/n(GA)比的MPEG-PLLGA支架的孔形貌相差较大,而当聚合物质量浓度为0.04g/mL和0.05g/mL时,3种n(LA)/n(GA)比的MPEG-PLLGA支架的孔形貌和孔径没有明显差异,且在相同聚合物质量浓度下,随着n(LA)/n(GA)比升高,所得支架的压缩强度增大;随聚合物溶液质量浓度的提高,3种n(LA)/n(GA)比支架的孔隙率、孔径均呈变小趋势,压缩强度逐渐增大;随预冻温度的降低,所得支架的孔径、孔隙率逐渐变小,压缩强度逐渐增大。     

注射参数和组分对羟基磷灰石／聚酰胺66多孔支架结构和性能的影响

采用注射成型法制备了羟基磷灰石／聚酰胺66（HA／PA66）多孔支架,用SEM、XRD和DSC等手段表征了支架的形貌和结构,测试了其力学性能。研究表明,调节注射参数（发泡剂和储料量）能控制支架的力学性能、孔径大小和孔隙率。HA能提高支架的刚性,但使孔径和孔隙率下降。在HA／PA66（30／70,质量比）中添加乙烯一醋酸...     

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。      

碳纤维/聚乳酸/壳聚糖三元多孔复合支架材料的制备及评价

利用溶液共混法以及冷冻干燥法制备了多孔碳纤维/聚乳酸/壳聚糖(CF/PLA/CS)三元复合生物材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了其表面形貌特征,并对其细胞相容性进行了评价.实验结果表明,利用上述复合方法制备的三维多孔材料的孔径为20～500μm,孔分布均匀,孔与孔之间相互连通;碳纤维的分散、冷冻干燥温度对材料结构影响较大,随冷冻温度的降低,支架的孔隙变小、变规则,内部结构趋向均一,孔隙率有所降低;该材料与细胞具有较好的相容性,符合组织支架材料的基本要求.     

孔结构渐变聚己内酯/羟基磷灰石仿生骨材料

为获得具有类似人骨的渐变孔结构、力学性能良好的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚己内酯(polycaprolactone,PCL)仿生骨材料,采用水热法制备了HA粉末,通过溶剂共混法将其与PCL复合,并采用浇铸/NaCl微粒浸出法制备了多孔状HA/PCL复合材料.通过控制造孔剂NaCl的粒径和用量得到了不同孔径、不同孔隙率的HA/PCL复合材料及具有渐变孔结构的HA/PCL复合材料.利用光学显微镜观察了其孔结构,结果为孔径在100～300μm,最大孔隙率达到80%.同时研究了它们在人体体温附近(37±5)℃的力学性能,结果表明渐变孔结构的HA/PCL复合材料的力学性能较单一孔结构的HA/PCL复合材料有了很大的提高.通过梯度造孔不仅可获得与人骨极为类似的多孔仿生材料,同时还可大幅提高多孔材料的力学性能.     

用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/聚酰胺66功能梯度材料的制备和表征

利用反复冷冻-解冻法和相分离法,制备出用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石(nHA)/聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA66)功能梯度材料。研究表面层PVA的力学性能和摩擦学性能,及软骨下骨nHA/PA66(m(HA)∶m(PA66)=1∶1)支架的力学性能及生物学性能。结果表明PVA拉伸强度为1.938MPa,平均摩擦系数在生理盐水及代血浆润滑条件下分别为0.076和0.085;nHA/PA66复合多孔支架孔隙率为80.93%,孔径为50～500μm,压缩强度和压缩模量分别为0.88和15.21MPa,且具有良好的生物相容性。     

蜡球造孔法制备多孔HA陶瓷支架及其性能优化

组织工程支架的贯通性对其体内生物学表现具有重要影响。采用甲壳素溶胶体系和蜡球造孔剂制备多孔羟基磷灰石(HA)陶瓷支架, 考查在相同模压条件下, 不同浆料/造孔剂比例对多孔HA陶瓷支架的孔隙率、收缩率、贯通性、多孔结构以及抗压强度的影响。结果表明: 该方法可以制备具有高孔隙的多孔HA陶瓷支架, 随着造孔剂比例的增大, 支架的贯通性更好, 当浆料/造孔剂比例为1:1.2时可以得到孔隙率、贯通性、力学性能最优的多孔HA陶瓷支架。