生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术

生物医用高分子材料是一类具有广泛用途的高科技产品,具有十分重要的应用价值和发展前景。生物相容性是生物医用高分子材料必须具备的优良特性,是材料产品成功应用的关键。目前,人们主要通过材料表面改性来提高生物医用高分子材料的生物相容性,以保证材料与机体相适应,生物医用高分子材料表面改性技术也因此成为人们竞相研究开发的热点。简述了生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术的相关问题。     

聚乙二醇及其衍生物改性生物医用材料表面的血液相容性

综述了PEG及其衍生物在生物医用材料表面血液相容性改性中的应用,并介绍了对改性后的表面进行表征的常用方法和手段,如反射红外,水接触角,光电子能谱,表面等离子共振,椭圆偏振仪,蛋白质亲和印迹,蛋白质标记等。     

钛合金表面湿法制备磷灰石涂层

钛合金经不同碱热处理后,浸泡在快速钙化溶液(FCS)中,使基体表面化学沉积出磷灰石涂层.文中讨论了碱热处理对基体表面诱导沉积磷灰石的影响,以及在沉积过程中磷灰石涂层在不同生长时期的形态.     

表面改性在生物医用材料研究中的应用

在植入物体性能较好的基础上,表面性能是决定其生物相容性是否良好的至关重要因素。本文针对硬组织和与血液相接触的金属植入物,对表面改性技术、表面改性膜层特点及其应用进行了综合评述,探讨了通过表面改性提高植入物生物相容性的机理,并指出了生物医用材料表面改性的研究发展方向。     

医用钛合金的发展及研究现状

纯钛及其合金以其与骨相近似性的弹性模量、良好的生物相容性及在生物环境下优良的抗腐蚀性等在临床上得到了越来越广泛的应用；综述了医用钛合金的发展和研究现状，阐述了钛的生物相容性原理，同时简单评述了钛及其合金表面改性与钛基复合材料的研究现状，分析表明：纯钛及其合金具有出色的生物相容性主要归功于表面附着的氧化层；β型钛合金与α/α β型钛合金相比，具有较高的耐磨性，是一种很有前途的外科植入用钛合金；寻求更为理想的表面改性工艺从而获得高质量的涂层，或将生物活性相添加进钛合金基体中制备成复合材料是提高医用钛合金生物活性的两种有效途径。     

热处理对坡缕石纳米材料制备及表面改性的影响

为使坡缕石矿零维纳米化和表面改性取得理想的效果,对坡缕石粒子进行热处理后在QM-4H球磨机上使用干-湿法制备出零维纳米坡缕石,并用硅烷偶联剂进行表面改性,用TEM对坡缕石纳米粒子尺寸及改性效果进行表征,考察不同温度的热处理对含矿物水较多的坡缕石矿纳米化和表面改性的影响规律,研究表明,热处理后的坡缕石使用干-湿式球磨法制备可以获得较高的纳米化程度,经表面改性后具有较好的分散效果。     

医用钛及钛合金表面改性技术的研究进展

随着现代医学和材料科学的快速发展,植介入治疗技术在临床的应用越来越广泛。作为植入医疗器械的重要材料,医用钛及钛合金已广泛应用于骨科、口腔科等临床医学领域。然而,钛元素活泼的化学特点使得医用钛及钛合金的表面极易形成一层惰性的钝化膜,虽然具有优异的耐蚀性能,但是其表面不具有生物活性,从而影响了植入器械与软硬组织的结合。此外,医用钛及钛合金作为关节器械,其在体液环境下的摩擦磨损性能不佳,磨损情况下的腐蚀也不理想,因此亟需有效的改性技术来改善医用钛及钛合金的表面性能。基于此,本文针对近期开展的医用钛及钛合金表面改性技术研究,综述了物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入、激光熔覆、溶胶-凝胶合成等表面改性手段在改善医用钛及钛合金表面性能的研究现状,并对医用钛及钛合金表面改性技术的研究进行了展望。     

生物医用多孔钛的表面仿生处理研究进展

介绍了钛作为生物医用材料的研究现状.针对多孔钛的结构特点,综述了当前生物医用材料的各种表面活化方法,如溶胶-凝胶法、预钙化处理法、碱热处理法、酸碱两步法等,总结了当前多孔钛表面改性和骨诱导机理的研究现状.     

生物医用多孔镁的制备及其耐蚀性能研究

选用球形雾化镁粉作为原料,碳酸氢铵做造孔剂,采用粉末冶金法制备出孔径和孔隙率可控的多孔镁。研究了不同孔隙率的多孔镁在仿生体液(SBF)中的腐蚀性能,以及通过碱处理和碱热处理对多孔镁进行表面改性,以提高其在仿生体液中的耐腐蚀性。通过XRD、SEM分别对所制备的多孔镁及表面处理后样品的物相组成、微观形貌进行分析。结果表明:制备的多孔镁具有联通孔、孔径和孔隙率可控等优异性能;多孔镁的腐蚀速率随孔隙率的增加而增高;通过碱处理和碱热处理等表面改性,均有效的提高了试样的耐腐蚀性能,但碱热处理效果最佳。     

钛及钛合金表面强化技术

介绍了钛及钛合金的表面强化处理技术,综合评述了钛及钛合金表面氮化、渗碳和激光熔覆技术的发展现状.根据目前的研究趋势指出:今后对钛及钛合金表面强化处理技术,应结合各种工艺技术的特点制备多层复合涂层,以及涂层+渗层的思想进行研究.作者认为,降低表面改性层处理成本,使表面处理工艺更加简单,同时综合多种表面处理技术的优点,提高表面改性层的综合性能是钛及钛合金表面强化技术今后的研究方向.     

激光熔覆化学处理钛合金表面改性的研究

采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性，首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3，得到冶金结合的复合涂层后，通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐，从而使钛合金表面具有生物活性。XRD和SEM分析表明，得到了活性涂层，涂层与基体的结合良好。     

医用钛合金表面聚电解质层接枝酪蛋白磷酸肽复合薄膜的生物矿化评价

采用层层自组装的方法,在羟基化和硅烷偶联剂处理的医用钛合金表面交替组装海藻酸钠和壳聚糖,再通过酰胺化反应接枝酪蛋白磷酸肽,在医用钛合金表面形成具有仿生矿化能力的聚电解质复合薄膜。采用XPS、ATR-FTIR、FESEM以及XRD对样品表面进行表征,并将各组样品放入模拟体液中考察仿生矿化沉积能力。结果表明:在医用钛合金表面成功制备了聚电解质层接枝酪蛋白磷酸肽复合薄膜,经仿生矿化的各组样品表面均有羟基磷灰石沉积,聚电解质层组表面具有纳米多孔结构以及羧基和羟基活性基团,接枝酪蛋白磷酸肽后表面又具有磷酸活性基团,因此最终形成的复合薄膜羟基磷灰石沉积最为致密,表明其生物矿化能力明显增强。     

具有不同浸润性功能有机表面薄膜的制备

通过开发的有机镀膜技术,选用具有不同功能基团的有机镀液对不锈钢表面进行改性.借助于红外光谱、接触角和表面自由能等测试对有机镀膜处理的不锈钢表面薄膜进行了表征.实验结果表明,经过TTN溶液有机镀膜后,不锈钢表面自由能升高、蒸馏水接触角减小,具有了亲水功能特性;而经过DHN和AF17N溶液有机镀膜处理后,其表面自由能降低、蒸馏水接触角增大,具有良好的疏水功能特性;其中经过AF17N镀液处理后表面自由能最小而接触角最大,即疏水效果最佳.该技术实现了不锈钢表面的亲/疏水表面改性,提供了一种制备具有不同浸润性的有机表面薄膜材料的方法.     

医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究

利用飞秒激光在316L不锈钢表面诱导制备血液相容性微结构,并从微结构的润湿性角度分析血液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加,在样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周期性波纹(LIPSS),以及两种双尺度结构,即覆盖了LIPSS的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的微结构样品表观接触角都超过150°,达到了超疏水性能要求,并且随着所采用激光能量密度的增强而增大,尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了163.8°。采用了3种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进行了评价,结果表明微结构表面的血液相容性显著优于光滑表面,且随着表面的表观接触角的增大而改善。     

NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展

NiTi合金由于其形状记忆效应、超弹性和低模量等优良性能在生物医学领域得到广泛应用。然而，在生理环境中镍离子释放会诱发毒性和炎性反应，因此需要对其进行表面改性。从表面氧化、表面涂层和表面接枝大分子等方面综述了近年来国内外NiTi合金表面改性的研究进展，评述了各种表面改性技术的优势和缺陷，指明了NiTi合金表面改性的未来...     

NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展

NiTi合金由于其形状记忆效应、超弹性和低模量等优良性能在生物医学领域得到广泛应用。然而,在生理环境中镍离子释放会诱发毒性和炎性反应,因此需要对其进行表面改性。从表面氧化、表面涂层和表面接枝大分子等方面综述了近年来国内外NiTi合金表面改性的研究进展,评述了各种表面改性技术的优势和缺陷,指明了NiTi合金表面改性的未来发展趋势。     

生物医用多孔钛及钛合金的研究进展

多孔钛和钛合金因具有优异的生物相容性、与人骨力学性能匹配良好、可作为植入物材料的优点,而引起了广泛关注。介绍了医用多孔钛及钛合金的产生背景,综述了近几年国内外对生物医用多孔钛及钛合金的制备方法、微结构特征与性能的关系、表面处理的研究进展,并展望了生物医用多孔材料的发展。     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

改善生物医用高分子膜表面血液相容性的PC技术

为提供解决生物材料血液相容性的有效途径,介绍了起源于细胞膜模拟思想的磷酰胆碱(PC,phosphorylcholine)技术,以及用PC技术来改善生物医用高分子膜表面血液相容性的最新方法,包括属于物理方法的共混改性、表面涂层,属于化学方法的表面接枝、半贯穿聚合物网络.此外,还介绍了两种与PC技术并行的提高生物医用高分子膜血液相容性的方法.