生物医学材料的发展动态和趋势

1 生物医学材料的世界市场和产业状况 迄今大量使用的生物医学材料仍主要是医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、经处理过的生物组织衍生材料、医用复合材料等。生物医学材料的研究和开发必须与应用目标明确的制品紧密结合,否则不可能有效地进行。已开发应用的医用植入体和人工器官约300余种,它们分别用于感觉和神经系统、心脏     

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.     

离子束技术沉积羟基磷灰石薄膜的结构及溶解性能

分别采用离子束溅射和离子束增强沉积技术,以烧结羟基磷灰石（HA）陶瓷为靶材,在纯钛金属基片表面沉积HA薄膜．X光电子能谱分析表明：薄膜中Ca、P、O元素的化学态与所用HA陶瓷靶材相接近;相比HA靶材,薄膜表面存在CO₃^2-．X射线衍射分析表明：沉积薄膜均为非晶态结构,经650℃退火处理转变为结晶磷灰石．在模拟体液中的溶解实验揭示：薄膜仅与溶液中Ca、P和O存在离子交换;薄膜易降解,浸泡10天,样品经历了降解、再沉积过程;相比离子束溅射沉积膜,离子束增强沉积膜具有加速沉积Ca、P的能力．     

共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合材料及其性能

以饱和Ca(OH)2溶液的上清液、磷酸和可溶性胶原为原料,在37℃、中性条件下,采用共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合仿生骨修复材料。用XRD、FTIR、扫描电镜、透射电镜对材料晶相组成、微观形貌、结构、化学组成、晶粒大小进行分析。复合材料的抗压强度用电子万能实验机测试。结果表明:复合材料由弱结晶的纳米尺度(5nm×60nm～20nm×80nm)的羟基磷灰石和胶原纤维组成。复合材料在晶相组成、化学组成和晶体尺寸上类似于天然骨。复合材料的抗压强度(168.85MPa)和弹性模量(5.87GPa)介于致密骨和牙本质之间。此复合材料有望成为理想的骨修复材料。     

如何应对生物医用材料产业挑战

我国现代生物医用材料及制品产业体系基本上还未形成，在进口品威迫下其发展已面临严峻的挑战，必须注入新技术，新产品，调整产业技术结构，才有可能改变落后的现状。     

多孔双相HA/TCP和HA在模拟人体体液中类骨磷灰石的形成

利用模拟人体体液（在BimulatedBody Fluid,SBF)流动装置，研究SBF在人体肌肉组织流率情况下多孔羟基磷灰石／磷酸三钙（HA／TCP）和羟基磷灰石（HA）陶瓷表面和孔壁类骨磷灰石形成。结果表明：材料在以生理流率的SBF浸泡14d后，HA／TCP仅在多孔陶瓷孔隙内部形成类骨磷灰石；HA表面和孔隙内壁都未形成类骨磷灰石。如果增加SBF中的Ca^2 ，HPO4^2-的浓度，则在孔隙内壁有类骨磷灰石形成。材料在静态SBF中浸泡，HA／TCP多孔材料孔壁观察到晶状沉积物；HA的孔壁仅有少量的晶体形成。     

高强度羟基磷灰石纳米陶瓷的构建及其促成骨细胞活性研究

本研究旨在研究羟基磷灰石(HA)前驱粉体与所制备陶瓷之间的关系,制备具有优良力学性能及成骨活性的HA纳米陶瓷.采用三种HA前驱粉体,即40℃合成的HA-40粉体、以PEG为模板40℃合成的HA-40PEG粉体和80℃合成的HA-80粉体,系统研究了前驱粉体对陶瓷性能的影响.结果显示,HA-40、HA-40PEG和HA-...     

聚丙烯酸钠对钛表面仿生生长磷灰石涂层的调制作用

将低浓度聚丙烯酸钠引入钛表面仿生生长磷灰石涂层，表面生长晶体尺寸明显减小，得到的涂层更加致密。聚丙烯酸钠模仿了生物矿化中有机基质对无机晶体生长的调制作用。     

碱液环境中等离子喷涂羟基磷灰石涂层的电极化后处理研究

采用碱液环境中电极化处理法（PAS）和水蒸气处理法（wVT）对等离子喷涂羟基磷灰石涂层进行后处理。采用XRD，FTIR，SEM，接触角测量仪等测试手段对涂层进行表征。结果表明，PAS和WVT都能提高涂层的结晶度和结构完整性，促使涂层中的杂相向羟基磷灰石转化，但PAS比WVT转化得更完全。PAS与WVT两种后处理方法对涂层原有的表面形貌影响都不大。与WVT相比，PAS处理后的涂层亲水性更好、表面能更高，且涂层表面上产生了更多的负电荷。PAS处理后的涂层与基体材料的结合强度略低于WVT，但仍然达到了ISO13779-2：2000标准的相关要求。