磷酸钙/BMP复合生物活性骨水泥水化性能及诱导成骨特性研究

采用微细α-磷酸三钙(α-TCP)粉料、辅助料与冻干牛骨形态发生蛋白(BMP)预先固相混合制备了新型磷酸钙(CPC)/BMP复合生物骨水泥.通过水化、凝固性能研究优化了配料成分、调和液和促凝剂组成;通过大鼠肌袋种植实验研究了骨水泥的异位成骨性能.结果表明:以α-TCP:CaHPO₄:CaO(0.95:0.025:0.025)为固相配料,以0.25mol/LNaH₂PO₄/Na₂HPO₄混合液([P]_T=0.5mol/L)作为调合液可制备性能优异的骨水泥材料,骨水泥初凝时间为6min,终凝时间为30min,固化强度达33MPa,达到临床手术的要求;α-TCP粉料粒度对骨水泥凝固性能影响显著,实验选用α-TCP粉料粒径d₅₀为1.3μm;骨水泥在Hank’s溶液中浸泡5天抗压强度可达最大值;骨水泥块经浸泡后内部生成针状羟基磷灰石晶体的网状结构.新型CPC/BMP复合骨水泥异位成骨作用明显,4周即能快速形成板层骨结构,证明该新型复合材料具有较强的诱导成骨活性.该生物活性骨水泥复合材料可望成为一类新型组织工程骨修复材料.     

磷酸钙骨水泥机械性能的研究

目前,磷酸钙骨水泥(CPC)的脆性大、强度低限制了其在很多承受应力部位或骨质薄弱部位的应用,提高骨水泥的机械性能是扩展骨水泥应用范围的重要方面.分别从CPC固体粉末的组成、原料的粒度、液固比与孔隙率、羟基磷灰石晶种的加入、固化液组成、有机无机复合、纤维增强等方面来综述提高骨水泥强度的研究.     

利用鸡胚模型半体内评价多孔磷酸钙骨修复材料血管化的研究

利用鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)中丰富的血管建立半体内模型, 研究多孔磷酸钙骨修复材料的血管化。将多孔羟基磷灰石陶瓷(HA)和具有部分孔隙结构的磷酸钙骨水泥(CPCs)分别植入CAM中共培养, 利用体式显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察CPCs表面血管的生长, 并利用Image-Pro Plus和Nano Measurer定量血管密度、直径和数量; 对CAM中培养的HA采用不脱钙组织学处理和观察。体式显微镜观察及定量结果显示多孔结构对血管生长影响显著, 随着培养时间延长, 多孔部分血管密度和数量均有明显增加, 而无孔部分血管生长缓慢。CPCs表面血管以出芽方式生长, 形成血管网络, 直径一般小于50 μm。SEM观察显示血管紧贴CPCs表面生长。苏木精-伊红(H&E)染色显示血管通过孔隙结构长入HA内部。实验结果说明三维孔隙结构利于血管的生长和长入, 此实验可简便、高效、低成本地研究多孔磷酸钙骨修复材料的血管化, 为快速评价生物材料血管化寻找一种新途径。     

应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建

针对X射线血管造影和血管内超声各自显示血管形态的局限以及互补性问题,提出将两种数据进行融合,准确重建血管的方法。首先从在超声导管回撤路径起点拍摄的两个角度的造影图像对中提取出导管并进行三维重建。然后采用基于snake模型的半自动方法从各帧超声图像中提取出血管壁的内外膜边缘。最后,在Frenet-Serret标架中确定各相邻帧超声图像间的相对方位后,利用非迭代的统计优化方法确定各帧超声图像沿导管轴向的绝对方位,完成两种数据的融合。采用临床数据的实验结果验证了算法的可行性,并分析了可能存在的误差和计算成本。     

壳聚糖季铵盐基杂化支架的制备及其作为rhBMP-2载体的研究

采用环氧衍生物开环法制备壳聚糖季铵盐,通过其与甘油磷酸钠的分子间作用力交联成凝胶,冻干后得多孔支架,用于装载骨形态发生蛋白-2应用于骨修复领域;同时引入β-TCP作为物理交联点,在提高支架力学强度的同时,更好地调控支架的溶胀行为,延长rhBMP-2的释放时间,并且在异位诱导成骨的动物实验中取得良好效果。     

磷酸钙骨水泥的研究现状

综述了一种新型无机材料--磷酸钙骨水泥近年来在理化性能、材料改性、生物相容性等方面的研究概况,阐明了磷酸盐骨水泥在骨缺损修复和硬组织替代方面的广阔应用前景.     

碳纤维增强alpha-TCP/TTCP骨水泥的研究

制备了经过氧化处理的碳纤维增强磷酸钙骨水泥(a-tricalcium phosphate cement/tetracalcium phosphate, a-CP/TTCP), 初步探讨了碳纤维长径比、含量对硬化体抗压、抗折强度的影响.实验结果表明长径比为375, 添加量为0.3wt%时, 增强效果最为理想, 抗压强度提高了55%(最大为63.46MPa), 抗折强度提高近100%(最大为11.95MPa), 而掺入量太大及长径比太高, 碳纤维因不能均匀分散将限制其性能的发挥.生物学评价实验结果表明碳纤维增强的骨水泥具有良好的生物相容性.     

可注射镁基磷酸钙骨水泥的研究

采用MgO、KH₂PO₄、β-TCP、葡萄糖作为骨水泥的固相, 磷酸溶液作为液相, 制备可注射镁基磷酸钙骨水泥(IMPC)。考察液固比(LPR)、MgO含量、葡萄糖含量变化对IMPC胶凝性能和力学性能的影响。实验结果显示: 液固比和缓凝剂葡萄糖含量增大均会导致凝结时间变长和抗压强度下降, 但有益于可注射性; 随MgO含量增大, 凝结时间缩短, 可注射率降低, 但抗压强度提高。采用正交实验法确定MgO含量26wt%, 液固比0.30 mL/g, 葡萄糖含量6wt%时得到的IMPC综合性能良好, 水化过程缓和, 放热量低。该IMPC有望成为一种新型骨粘结材料。     

BMP/α-磷酸三钙生物活性骨水泥的BMP释放动力学及成骨性能研究

以骨组织工程学的方法制备了一种新型BMP/α-TCP复合骨水泥材料.通过体外蛋白质释放实验、强度实验及X射线衍射分析,考察了BMP在复合材料中的释放规律;通过组织学分析和X射线检查,研究了新型复合骨水泥材料对兔颅骨缺损的修复实验.结果表明:在模拟体内环境中,BMP自BMP/α-TCP复合材料中的释放规律符合Higuchi方程,BMP以扩散方式释放,BMF和α-TCP骨水泥复合后固化时间不受影响,BMP释放后材料强度随浸泡时间延长而增高,BMP释放4周后强度达到纯α-TCP骨水泥固化强度,X射线衍射分析表明材料向羟基磷灰石转化.骨缺损修复实验表明:新型骨水泥成骨能力强,能在短期内完全修复兔颅骨缺损.     

含锶磷酸钙骨水泥的制备及性能研究

通过混合磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸氢锶及稀磷酸制备了一种含锶磷酸钙骨水泥(Sr-CPC),研究了水泥固/液比、含锶量及仿生浸泡时间对其结构组态及抗压强度的影响.结果表明,不同组分的CPC在调和浆体时均存在最佳固/液比,且对应的凝结时间适合临床手术要求;Sr-CPC试样在模拟体液(SBF)中浸泡24h后固化产物为含锶缺钙羟基磷灰石;适量锶的加入及较短时间仿生浸泡均可显著改善Sr-CPC固化体的抗压强度,并且浸泡过程对固化体抗压强度的影响主要体现在其微观结构的变化.     

超声造影剂微泡尺寸分布及浓度测量方法

通过计算机采集光学显微图片,以Image-ProPlus和Photoshop两种图像分析软件实现了微泡的浓度及尺寸分析进行定性测定。结果表明,本文采用的方法快速、简便、重现性良好,可作为超声造影剂微泡的定性测定。     

一种基于聚合物的新型微泡造影剂的声学基础测试

对一种基于聚乙交酯丙交酯共聚物(PLGA)的新型微泡造影剂进行了声学基础测试,注入造影剂之后在自发自收和一发一收且发射、接收探头成90°方式下均观察到了非常强的散射波,且散射波的强度随着测试时间的不断增长而迅速减弱;在自发自收方式下测得的来自水槽壁的脉冲反射回波的幅度则随着测试时间的不断增长而逐渐增大。     

离子束增强沉积VO2多晶薄膜的相变模拟

用多晶薄膜晶粒—晶界两相结构模型,考虑晶格畸变和载流子对晶界势垒区的隧穿机制,在10～100℃范围内,模拟了离子束增强沉积(IBED)VO2多晶薄膜的相变。模拟结果显示,由于晶粒中间隙位置氩的存在,使VO2晶格畸变,导致了薄膜中部分晶粒的相交温度降低,使IBED VO2薄膜在48℃开始由半导体相向金属相转变。     

Effects of double passivation for optimize DC properties in gamma-gate AlGaN/GaN high electron mobility transistor by plasma enhanced chemical vapor deposition

Two different materials for double passivation layers have been implemented to an AlGaN/GaN high electron mobility transistor on Si (111) substrate and the improved DC properties are demonstrated. Si₃N₄ and SiO₂ passivation materials are deposited on the gamma gate upper and bottom layers by plasma enhanced chemical vapor deposition. The gamma shape gate can be made by selectively accurate Si₃N₄ or SiO₂ first passivation dry etching with wet etching. The second passivation on gamma gate effectively increases the DC properties. The effects of DC properties of Si₃N₄ or SiO₂ single passivation and Si₃N₄/Si₃N₄ or SiO₂/SiO₂ double passivations are compared. The Si₃N₄/Si₃N₄ double passivation shows the maximum saturation current density and the peak extrinsic transconductance which increases up to 72% and 18%, respectively, more than Si₃N₄ single passivation and also up to 18% and 5% than SiO₂/SiO₂ double passivation.     

Characterization of high quality tantalum pentoxide film synthesized by oxygen plasma enhanced pulsed laser deposition

Tantalum pentoxide films were deposited on BK7 glass substrates using oxygen plasma enhanced pulsed laser deposition (OPE-PLD). X-ray diffraction, atomic force microscopy, ultraviolet–visible–near infrared scanning spectrophotometry, and spectroscopic ellipsometry were used to characterize the crystallinity, microscopic morphology and optical properties of films. Results show that the film roughness increased with the increase of oxygen pressure, and decreased with the application of OPE. Meanwhile the use of oxygen plasma in a 2 Pa O₂ pressure resulted in the transmittance of the thin film of 91.8% at its peak position (the transmittance of bare substrate). Moreover, the root-mean-square roughness as low as 0.736 nm, and refractive index of 2.18 at 633 nm wavelength, close to the refractive index of bulk Ta₂O₅ (~ 2.20 at 633 nm wavelength), were obtained.     

Evaluation of a TiO2 photocatalysis treatment on nitrophenols and nitramines contaminated plant wastewaters by solid-phase extraction coupled with ESI HPLC–MS

Nitration reactions of aromatic compounds are commonly involved in different industrial processes for pharmaceutical, pesticide or military uses. For many years, most of the manufacturing sites used lagooning systems to treat their process effluents. In view of a photocatalytic degradation assay, the wastewater of a lagoon was investigated by using HPLC coupled with mass spectrometry. The wastewater was highly concentrated in RDX (hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine), HMX (octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine) and two herbicides Dinoterb (2-tert-butyl-4,6-dinitrophenol) and Dinoseb (2-sec-butyl-4,6-dinitrophenol). First of all, an analytical method using solid-phase extraction (SPE) combined with HPLC ESI MS/MS was put in work for identification and titration of RDX, HMX and the two dinitrophenols in a complex natural matrix. Then, the UV/TiO₂ treatment was investigated for pollutants removal. Dinitrophenolic compounds were significantly degraded after a 8-h-exposition of the wastewater/TiO₂ suspension, whereas RDX and HMX were poorly affected.