大孔孔径对含CO3^2-的双相HA／β-TCP多孔陶瓷表面类骨磷灰石形成的影响

钙磷陶瓷植入生物体内后其表面首先形成一层含CO3^2-的类骨磷灰石层。它对钙磷陶瓷诱导新骨的生成起非常重要的作用。本文以模拟体液SBF9^#为介质。利用体外模拟装置首次研究了以新工艺制备的含CO3^2-的双相HA／β-TCP多孔陶瓷其大孔孔径对表面类骨磷灰石形成的影响。结果表明该陶瓷因CO3^2-的掺入导致类骨磷灰石晶体的形成时间大大缩短(从14d缩短至6d)。且以300～400μm的大孔孔径最有利于类骨磷灰石晶体的形成。此外还有缺钙羟基磷灰石晶体的生成。而最不利于类骨磷灰石晶体形成的大孔孔径为400～500μm。大孔孔径的优化有利于该陶瓷材料骨诱导性的提高，进而有利于骨缺损的快速修复。     

微孔致孔剂对钙磷陶瓷表面类骨磷灰石形成的研究

钙磷陶瓷表面类骨磷灰石层的形成对瓷诱导新骨生成起非常重要的作用. 本文利用体外模拟装置首次研究了微孔致孔剂对新工艺制备的含CO₃^2-的双相HA/β-TCP多孔陶瓷表面类?骨磷灰石形成的影响. 结果表明, 该陶瓷因CO₃^2-的掺入, 导致类骨磷灰石晶体的形成时间大大缩短(从14天缩短至6天). 此外还有缺钙羟基磷灰石晶体?的生成. 并且微孔致孔剂以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)优于硬脂酸(SA)粉末, 它更有?利于类骨磷灰石的形成. 在同时加入PVB作微孔致孔剂时, 类骨磷灰石晶体的形成情况随PVB加入量的增大而越来越好. 综合其相关性能来看, PVB的加入量以m_钙磷粉:m _致孔剂=1:0.3为宜. 微孔致孔剂的优化有利于该陶瓷材料骨诱导性的提高.     

生物陶瓷及其复合材料表面诱导类骨磷灰石层形成的研究

钙磷生物材料表面类骨磷灰石层的形成对其植入体内诱导新骨生成起非常重要的作用.本实验采用2倍模拟体液(2×SBF)为介质,通过仿生浸泡的方法研究了羟基磷灰石(HA)陶瓷及其复合材料羟基磷灰石/聚乳酸(HA/PLA)、羟基磷灰石/聚己內脂(HA/PCL)、羟基磷灰石/丝素(HA/SF)和羟基磷灰石/壳聚糖(HA/CS)表面诱导类骨磷灰石层形成的差异.实验结果表明,HA陶瓷及其复合材料在2×SBF溶液中仿生浸泡7d后,各样品表面均有一层厚度不同的类骨磷灰石层生成.并且该类骨磷灰石层的结晶度较低,晶粒较细(15～30nm),与人体自然骨无机物的结构非常类似.其中,在这4种复合材料中,HA/CS和HA/SF复合材料中因丝素蛋白和壳聚糖富含多种功能基团,能有效促进类骨磷灰石晶体的形核和生长,因而诱导类骨磷灰石生成的能力最强,显示其良好的生物活性.     

等离子体表面改性的双相磷酸钙陶瓷在SBF中类骨磷灰石形成的研究

由于材料表面类骨磷灰石的形成是材料是否具有生物活性的关键因素。因此,本文研究了等离子体活化改性的双相钙磷陶瓷(HA／TCP)在模拟体液(SBF)中形成类骨磷灰石的表面形貌、组成和结构,并探讨活化和沉积的机理。结果发现等离子体处理的HA／TCP更容易形成类骨磷灰石。其机理是等离子体中的高能、高活性的粒子轰击HA／TCP,使其表面刻蚀和粗化,也使HA／TCP晶体产生畸变活化,从而增加了钙磷陶瓷的溶解性,易使局部钙、磷离子浓度达到过饱和,有利于类骨磷灰石的成核和生长。表明等离子体表面改性提高了材料的活性。有利于促进骨的形成和生长。     

磷酸钙陶瓷在不同动物的模拟体液中类骨磷灰石的形成研究

根据人、狗、猪、猴和兔五种动物体液的钙离子浓度和pH值的差异,配制了不同组分的模拟体液,将孔壁致密和有微孔的多孔磷酸钙陶瓷分别浸泡在这些模拟体液中,研究陶瓷孔隙表面类骨磷灰石的形成情况.结果表明:在模拟体液中浸泡14天后,孔壁致密的材料未见有类骨磷灰石层形成;有微孔的多孔磷酸钙陶瓷,材料孔壁表面(包括陶瓷表面较深孔隙)有类骨磷灰石层的形成,这与体内植入实验观察到的类骨磷灰石层形成和诱导成骨情况相似,可以推论类骨磷灰石层的形成的确是骨诱导的先决条件.随着钙离子浓度的增加,其孔壁表面类骨磷灰石层的形成也更为均匀,但类骨磷灰石生长快慢顺序与动物组织学观察到的骨诱导性高低的次序不完全一致.     

类骨磷灰石的结构分析与形成机制研究

采用在模拟体液(SBF)中浸泡材料的方法,在致密羟基磷灰石(HA)表面形成类骨磷灰石层,利用XRD和FT-IR分析表面相结构,SEM观察表面形貌,X光电子能谱分析表面化学组成及其价态.结果表明,表面新生相为含PO43-、CO32-和OH-的低结晶度的类骨磷灰石微晶.其形成机制属于溶解-沉淀型,HA陶瓷浸泡与SBF液中,首先产生表面溶解,使表面附近Ca2+、PO43-等离子浓度升高,然后通过静电吸引,在其表面吸附、成核、长大,形成类骨磷灰石新相.     

电压对钛表面微弧氧化陶瓷层特性的影响

为了提高钛表面的生物活性,利用微弧氧化技术在钛表面制备了含有钙磷的多孔二氧化钛陶瓷层。研究了施加电压对多孔微弧氧化层的平均孔径、表面粗糙度、相成分、钙磷含量以及Ca/P原子比的影响。结果表明,随着微弧氧化电压的升高,平均孔径、表面粗糙度、膜层中钙磷含量以及Ca/P原子比都逐渐增大,膜层的相成分由锐钛矿逐渐向金红石转变,并且膜层中逐渐有羟基磷灰石生成。     

纯钛微弧氧化膜制备工艺的优化

优化了纯钛微弧氧化膜的制备工艺。将用优化后工艺制备的微弧氧化膜进行碱化处理,然后置于模拟体液(SBF)中培养,以观察其生物活性的优劣。采用正交设计法优化了实验方案,用综合评分法分析了氧化膜的孔隙率、孔密度和孔直径,确定最佳工艺条件为:正向电压400 V,占空比60%,频率550 Hz,氧化时间25 min。对在最佳工艺条件下制备的膜层进行了XRD、SEM和EDS测试,结果表明:优化工艺后生长的膜层由锐钛矿型的TiO2组成,陶瓷层表面分布大量微孔,孔隙率为0.70×108,孔密度为12%,孔径约为3μm。经碱化处理的膜层置于模拟体液中培养14 d后,膜层表面被生长出的类骨磷灰石完全覆盖,证明其具有良好的生物活性,且生长出的缺钙型磷灰石与人体自然骨成分相似。但是,随着培养时间的延长磷灰石层发生溶解。     

氧化钛和氧化铝陶瓷的骨诱导作用

蛋白质吸附、钙磷离子释放和表面生物矿化是钙磷材料诱导异位骨生成的可能材料机制。对比了非表面微孔羟基磷灰石陶瓷(HA-S)、表面微孔羟基磷灰石陶瓷(HA-R)和表面微孔生物惰性非钙磷陶瓷(TiO_2陶瓷;Al_2O_3陶瓷;两者无钙磷释放,无表面生物矿化能力)的异位骨诱导能力。研究发现,不同化学成分的陶瓷材料对蛋白质有选择性吸附。即使不吸附骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2),具有表面微孔的非钙磷陶瓷也能诱导异位骨组织生成。结果表明,钙磷离子释放和表面生物矿化在磷酸钙生物材料骨诱导中不起关键作用,表面微孔也不一定通过蛋白质吸附而在异位骨诱导中起作用。     

通过仿生法在硅橡胶表面制备磷灰石薄膜的研究

用CaCl2的乙醇溶液和K2HPO4溶液对硅橡胶进行预处理,将处理过的硅橡胶分别浸渍于模拟体液和钙磷饱和溶液中来制备磷灰石薄膜.利用薄膜X射线衍射、红外吸收光谱和扫描电子显微镜对形成的薄膜进行了表征.结果表明,分别在模拟体液中7d和在钙磷饱和溶液中5d后,硅橡胶表面形成了一层磷灰石薄膜;在模拟体液中的薄膜表面呈网状并分布有许多球状晶粒,在钙磷饱和溶液中的薄膜为结晶良好的片状晶体.     

等离子体电解氧化制备生物活性多孔纳米TiO2涂层

采用等离子体电解氧化(PEO)技术,在纯钛基体上制备了具有多孔和纳米结构并含有不同钙磷含量的氧化钛涂层.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了涂层的显微结构和相组成.采用模拟体液浸泡实验评价涂层的生物活性.研究结果表明:涂层主要由锐钛矿和金红石相组成,涂层表面孔径小于10μm,晶粒直径约10～100nm,且涂层表面晶粒、涂层厚度、表面粗糙度和涂层中的钙磷元素含量均随着PEO过程中电流密度的增大而增加.PEO涂层在模拟体液中浸泡14 d即能够诱导类骨磷灰石在其表面沉积,显示出良好的生物活性.涂层中的钙磷含量和结晶形态对其生物活性起关键作用.     

致密磷酸钙陶瓷在动态SBF中类骨磷灰石层形成研究

磷酸钙陶瓷植入体内后其表面类骨磷灰石层的形成是诱导成骨的先决条件．本实验在模拟体液(ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｏｄｙ ｆｌｕｉｄ,ＳＢＦ)以人体骨骼肌组织内体液的正常生理流率(２ｍＬ/１００ｍＬ·ｍｉｎ)和偏离正常生理流率流动的动态条件下,研究在动态ＳＢＦ中影响致密磷酸钙陶瓷表面类骨磷灰石层形成的因素．结果表明:在生理流率条件下,材料的粗糙表面有利于类骨磷灰石的形成,加大ＳＢＦ中Ｃａ^２＋、ＨＰＯ_４^２－离子浓度,类骨磷灰石层的形成速度加快．比起通常使用的静态浸泡试验,ＳＢＦ以生理流率流动的动态试验能够更好地模拟类骨磷灰石生长的体内环境．动态ＳＢＦ对了解类骨磷灰石形成,进而了解磷酸钙陶瓷在体内诱导成骨机理是十分有用的．     

掺锶羟磷灰石固溶体陶瓷不同孔径对成骨能力的影响

通过控制发泡剂粒径的方法制得两组孔隙率相同孔径尺寸不同的掺锶羟磷灰石多孔体陶瓷:S组平均孔径200μm;L组平均孔径750μm.植入兔桡骨缺损部位,植入后3、6和12周取材,行X线观察、大体标本观察、组织学图像观察和四环素荧光染色观察,来对比不同孔径的锶磷灰石陶瓷多孔体的骨融合能力.结果表明锶磷灰石陶瓷多孔体具有良好的生物相容性及骨传导性;两种孔径材料都有良好的成骨性能,大孔径组锶磷灰石陶瓷多孔体材料比小孔径组材料有更佳的骨修复效果;且大孔径组在12周就能观察到陶瓷材料的降解以及新生骨包绕降解陶瓷颗粒生长的现象.     

多孔硅酸钙生物陶瓷的制备及体外活性和降解性研究

以聚乙二醇为造孔剂,制备了多孔硅酸钙生物陶瓷.应用本文提供的方法,可制得孔连通性好、气孔率53.7%-73.6%、抗压强度4.9-48.5MPa、大孔孔径200-500μm的多孔陶瓷.研究表明,多孔硅酸钙生物陶瓷的力学强度随造孔剂含量的增加而明显降低,而气孔率则相反.应用模拟体液浸泡实验研究了多孔陶瓷的体外生物活性和降解性.研究表明,样品在模拟体液中浸泡1天表面就全部被碳酸代羟基磷灰石层覆盖住.气孔率为63.1%的样品7天的降解率达7.14%,具有良好的降解性.研究结果显示多孔硅酸钙生物陶瓷有望作为硬组织修复支架材料用.     

生物活性聚乳酸/SiO2-CaO复合薄膜的制备和表征（英文）

以聚乳酸、正硅酸乙酯和硝酸钙为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了不同比例的聚乳酸/SiO2-CaO多孔复合薄膜.采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对薄膜的微观结构和组成进行分析,并利用表面Zeta电位测定仪对其表面电位进行表征,通过模拟体液浸泡实验和MTT方法对薄膜的生物活性和细胞毒性进行评价.结果表明:复合薄膜在模拟体液中经过7d的浸泡,薄膜表面形成了环状结构的类骨磷灰石层;随着SiO2-CaO含量增加,复合薄膜表面微孔的孔径变小,薄膜表面Zeta电位变负,诱导类骨磷灰石沉积的能力增强;MTT实验证实复合薄膜对MG-63细胞没有毒性且有利于细胞的增殖.     

微弧氧化法制备含铈羟基磷灰石生物活性膜层

采用微弧氧化法在含有乙酸钙、β-甘油磷酸钠、硝酸铈的电解液中在纯钛金属表面原位生成了多孔含Ce羟基磷灰石生物涂层.用XRD、SEM、EDS、细胞培养等方法对膜层的厚度、物相、成分组成及生物相容性进行了研究.结果表明膜层粗糙多孔,厚度为15～25μm,与钛基体之间无明显界面;膜层表面主要物相为含Ce的羟基磷灰石;细胞培养结果表明膜层具有良好的生物相容性.     

几种聚乳酸／生物活性陶瓷复合材料生物活性的比较

采用溶解共混法制备含30％硅灰石的聚乳酸／硅灰石新型生物医用复合物膜．将其放入37．5℃模拟体液中,分别在1,3和6d取出样品,从沉积物形成速度以及沉积物的量考察复合物的生物活性,并与目前研究应用较多的聚乳酸／羟基磷灰石、聚乳酸／磷酸三钙以及聚乳酸／珍珠层粉进行比较。扫描电镜和红外光谱分析表明,聚乳酸／硅灰石、聚乳酸／羟基磷灰石和聚乳酸／磷酸三钙复合物膜的生物活性明显优于聚乳酸／珍珠层粉,这三种复合物膜表面在浸泡一天时表面出现类骨羟基磷灰石沉积物,6d时表面完全被沉积物覆盖。聚乳酸／硅灰石复合物材料具有较好的生物活性,适于应用在骨修复以及骨组织工程领域。     

纳米磷灰石晶体/聚酰胺复合骨组织工程支架材料的研究

采用常压共溶、共沉淀和水热处理的方法制备了纳米磷灰石晶体／聚酰胺复合骨组织工程支架材料。纳米磷灰石在复合材料中含量高达60wt％(重量比),纳米磷灰石和聚酰胺之间有化学键结合,材料的力学性能接近自然骨水平。复合材料可加工成块状多孔体,材料的孔隙率为55％-70％,平均孔径为300μm,多孔支架不仅有大孔,而且大孔壁上含有丰富微孔,是一种非常有发展前景的组织工程材料。     

β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料结构与性能的研究

利用冷冻干燥法制备了β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料,经XRD和FTIR分析表明复合支架中丝素的结构主要以β-折叠为主;SEM分析显示材料孔隙分布均匀,孔连通性较好,孔径尺寸约为100～300μm.对支架的孔隙率和机械强度等性能进行了表征,研究表明复合支架的孔隙率为83%～87%,机械强度有较大提高.应用模拟体液浸泡实验研究了复合支架的体外生物活性,并用XRD、FESEM和EDS对试样表面进行了表征;结果显示,样品经模拟体液浸泡3天后,表面都能沉积出类骨羟基磷灰石(HA)层,β-CaSiO_3的加入能加快复合支架表面沉积类骨HA的速度.研究结果显示β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料有望作为强度较好的生物活性硬组织修复材料.     

多孔Nano-dHA/PLA/BCP复合支架的制备及性能研究

为改善常规的多孔聚乳酸/双相钙磷陶瓷(PLA/BCP)支架表面亲水性不佳及降解时呈酸性等不足,采用马弗炉烧结制备的BCP多孔支架浸入纳米缺钙羟基磷灰石/聚乳酸(nano-dHA/PLA)混悬液后,真空干燥得到多孔纳米缺钙羟基磷灰石/聚乳酸/双相钙磷陶瓷(nano-dHA/PLA/BCP)复合支架,利用万能测试机测试支架抗压强度,阿基米德法测定支架孔隙率,扫描电子显微镜(SEM)观察支架表面形貌,并对其保水率和体外降解过程中pH值的变化情况等进行了研究. 结果表明：多孔nano dHA/PLA/BCP复合支架表面粗糙,保水率和强度均有较大提高,在磷酸盐缓冲液（PBS）浸泡过程中pH值下降较慢,在模拟体液（SBF）中浸泡1个月后发现有较多的类骨磷灰石形成.