等离子喷涂HA/Ti复合涂层研究 I.结构、组成和力学性能

采用等离子喷涂方法,在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体上成功地制备了ＨＡ／Ｔｉ复合涂层,并对复合涂层的微观结构,相组成和力学性能进行了研究。结果表明,ＨＡ和Ｔｉ两相均匀地分布于复合涂层中。ＨＡ／Ｔｉ复合涂层的结合强度明显高于纯ＨＡ涂层,这主要是由于ＨＡ／Ｔｉ的复合和了涂层与基体之间的热膨胀系数失配,ＨＡ／Ｔｉ复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后,结合强度没有明显降低,ＨＡ／Ｔｉ复合涂层的断裂韧性和硬度均高于Ｈ     

3D Printable Composite Biomaterials Based on GelMA and Hydroxyapatite Powders Doped with Cerium Ions for Bone Tissue Regeneration

The main objective was to produce 3D printable hydrogels based on GelMA and hydroxyapatite doped with cerium ions with potential application in bone regeneration. The first part of the study regards the substitution of Ca²⁺ ions from hydroxyapatite structure with cerium ions (Ca_10-xCe_x(PO₄)₆(OH)₂, xCe = 0.1, 0.3, 0.5). The second part followed the selection of the optimal concentration of HAp doped, which will ensure GelMA-based scaffolds with good biocompatibility, viability and cell proliferation. The third part aimed to select the optimal concentrations of GelMA for the 3D printing process (20%, 30% and 35%). In vitro biological assessment presented the highest level of cell viability and proliferation potency of GelMA-HC5 composites, along with a low cytotoxic potential, highlighting the beneficial effects of cerium on cell growth, also supported by Live/Dead results. According to the 3D printing experiments, the 30% GelMA enriched with HC5 was able to generate 3D scaffolds with high structural integrity and homogeneity, showing the highest suitability for the 3D printing process. The osteogenic differentiation experiments confirmed the ability of 30% GelMA-3% HC5 scaffold to support and efficiently maintain the osteogenesis process. Based on the results, 30% GelMA-3% HC5 3D printed scaffolds could be considered as biomaterials with suitable characteristics for application in bone tissue engineering.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料的人工肱骨头体内成骨中BMP-2及其基因表达研究

目的：对新型纳米晶骨修复和前建复合材料（n-HA／PA66）人工肱骨头的成骨能力及将其作为人工关节替代品的可行性进行评价。方法：新西兰大白兔20只,行双侧肱骨头切除,以nHA／PA人工肱骨头进行双侧肱骨头置换术。术后1、2、3、4、6、12、24周处死周分别处死动物。对假体与受体骨界面先行大体观察,然后分别用甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制作硬组织片,甲苯胺兰染色和Masson染色后,对n-HA／PA人工肱骨头与受体骨界面进行BMP-2免疫组织化学检测和原位杂交BMP-2基因表达检测。结果：人工肱骨头在动物体内成骨的BMP-2及其基因表达研究显示,假体植入第3周,免疫组织化学染色显示BMP-2即有弱阳性表达,至6,12周为强阳性;第24周,BMP表达阳性率及阳性程度均有所降低。此外,原位杂交观察假体植入第1、2周,成骨细胞中BMP-2 mRNA表达呈弱阳性,第3周成骨细胞中BMP-2 mRNA表达呈强阳性,而在第4周,成骨细胞中表达阳性率和阳性程度均有所下降。研究显示人工肱骨头体内成骨的BMP-2及其基因表达高峰时间较文献报道的骨折模型晚。结论：n-HA／PA66人工肱骨头具有良好的成骨能力,作为新型人工关节材料为可与受体骨发生生物键合。     

Ca10(PO4)6(OH)2纳米粉体的制备及TEM分析

采用化学沉淀法合成纳米羟基磷灰石粉体,考察了工艺参数一反应物浓度和反应温度对纳米粉体的粒度和结晶度的影响。用等离子发射光谱、红外光谱、X射线衍射和透射电镜等实验手段对粉体的粒度和表面形貌进行了表征。结果表明：反应温度是影响纳米颗粒粒度和结晶度的主要因素,通过控制反应温度可以得到不同粒度的纳米颗粒。37℃下合成的纳米颗粒尺寸接近人体骨的纳米结晶(30～40nm),75℃下合成的纳米颗粒尺寸接近牙釉质的纳米结晶(150～170nm)。醇洗可以有效地改善沉淀法合成的纳米羟基磷灰石粉体的分散性。     

碳羟基磷灰石对废水中Zn2+的吸附性能及机理研究

利用废弃蛋壳制备碳羟基磷灰石,并利用其对废水中的Zn2 进行吸附作用研究.对影响吸附效果的几个因素,包括pH值、吸附时间、温度、吸附剂用量以及Zn2 初始浓度等进行试验,结果表明,碳羟基磷灰石对Zn2 的吸附效果很好.当废水中Zn2 初始浓度为50 mg/L、CHAP用量为3 g/L、pH为6、温度为35℃、作用时间为1 h时,Zn2 吸附率高达98.75%,其吸附容量达16.5mg/g.吸附试验还表明,该吸附符合Langmuir和Freundlich方程,对Zn2 吸附比较稳定.     

羟基磷灰石纳米粒子作为蛋白类缓释药物载体的应用

合成了纳米尺寸的羟基磷灰石粒子并对其进行表征,研究了牛血清白蛋白作为模式蛋白对羟基磷灰石纳米粒子的吸附量,探索了影响其吸附的因素(如pH,Ca2+,PO33-),同时测定了羟基磷灰石纳米粒子-牛血清白蛋白复合物的体外释放度。实验结果表明:羟基磷灰石纳米粒子能够作为蛋白类缓释药物的载体。     

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.     

电纺制备明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯抗菌复合纳米纤维的研究

本研究模拟细胞外基质成分与结构, 采用静电纺丝法成功制备出明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维。重点考察该体系中物质浓度对复合纤维形貌及抗菌性能的影响。结果表明: 明胶浓度增大会增大纤维的直径, 但浓度过大会出现粘连现象, 其最佳浓度为15~20%; 加入壳聚糖(CS)会出现细纤维分支, 其浓度为1%左右较佳; 增加羟基磷灰石(HA)浓度, 可提高电纺液的导电性, 降低纤维中的珠状物和粘联现象发生, 粒径为12 μm的HA浓度为5%时纤维形态较好; 加入氧化石墨烯后可使纤维形态均匀、光滑。最后对四元复合纤维进行了抗菌性能考察, 发现氧化石墨烯的加入增强了复合纤维的抗菌性。明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较好的抗菌效果。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺6医用复合材料的制备及性能表征

为防止纳米羟基磷灰石(nano HAP)粉末的团聚,采用溶剂沉淀法制备了nano HAP/聚酰胺6(PA6)复合粉末,并对粉末进行热压成型制得nano HAP/PA6复合材料。然后,通过FTIR、XRD和SEM对nano HAP/PA6复合材料的成分、结构和形貌进行了表征,并对复合材料的热稳定性、力学性能和细胞相容性进行了检测。结果表明:所制备的nano HAP/PA6复合材料结晶体大小均匀,且PA6只存在α型结晶;由于nano HAP与PA6界面上形成新的氢键和COO—Ca,复合材料具有良好的综合性能;在低于350℃时,nano HAP/PA6复合材料不会发生裂解,力学性能与人骨匹配,50wt%nano HAP/PA6复合材料的弯曲强度、压缩强度和弹性模量分别为146.87MPa、98.44MPa和5.44GPa。MG-63骨瘤细胞在nano HAP/PA6复合材料表面粘附和生长状况良好,说明nano HAP/PA6复合材料具有良好的细胞相容性。所得结论表明nano HAP/PA6复合材料在骨修复方面具有应用价值。     

羟基磷灰石的表面改性对羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料力学和摩擦性能的影响

采用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石（HA）,并用硅烷偶联剂KH560对其进行表面改性;然后,以聚醚醚酮（PEEK）为基体,通过热压成型工艺制备原始HA/PEEK与改性HA/PEEK复合材料。考察两种HA的引入对复合材料结构、力学性能和摩擦性能的影响。利用XRD、FTIR、FESEM、拉伸测试、DMA和摩擦测试对两种HA/PEEK复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明：HA表面引入了硅烷偶联剂KH560;改性前后HA的晶型结构没有明显改变;两种HA对PEEK基体的结晶结构也没有产生影响;改性HA在PEEK基体中分散均匀;与纯PEEK相比,10wt%改性HA/PEEK复合材料的储能模量增加了55.56%,玻璃化温度增加了3.6℃,磨痕深度降低了31.1%,有效改善了复合材料的热力学性能和摩擦性能;改性HA/PEEK拉伸强度为68.33 MPa,能够满足人骨的强度要求。