天然羟基磷灰石相容性研究

以共沉淀法制备了羟基磷灰石/丝蛋白(ha/sf)复合骨修复材料,并对材料进行了xrd、tem、sem、孔径分布和孔隙率等相关的测试和表征。结果表明:该复合材料的无机组分为20~30nm长、5nm宽的棒状羟基磷灰石(ha)结晶,这些晶粒沿c轴自组装团聚成簇分散在丝蛋白基质中形成三维多孔结构,其孔径分布在0.3~115μm之间,开口孔隙率达66%。该材料植入动物体内,未出现明显的排异反应,在植入部位有连续的骨性连接和新生骨形成,说明ha/sf复合材料具有良好的生物相容性和骨诱导活性。

纳米羟基磷灰石复合材料是一种新型骨组织替代或修复材料。介绍了羟基磷灰石的特性、合成方法，总结了改性研究及应用，阐述了纳米羟基磷灰石复合材料生物相容性。

应用共混法制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架材料,通过体外降解和细胞培养实验研究了复合支架材料的降解特性和生物相容性.体外降解实验结果显示,复合支架材料具有稳定的降解能力;在降解过程中,羟基磷灰石由于与降解液发生钙、磷等离子的交换,使其结晶得到了进一步生长和完善.利用细胞计数法、四甲基偶氮唑盐(mtt)比色法和碱性磷酸酶(alp)活性测定等分析了复合支架材料的生物相容性,结果表明,mg63细胞在复合支架材料上具有良好的粘附、增殖能力,并可引起早期的骨分化.因此,纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架作为骨组织工程的支架材料具有良好的应用前景。

羟基磷灰石(hap)作为一种新型非贵金属型催化剂,具有强的吸附性和离子替换性,通过有机改性,金属、金属氧化物掺杂和负载其它复合催化剂,可以赋予其优异的催化活性和吸附性能而用于降解有机污染物和有害气体。本文综述了近年来改性羟基磷灰石在催化领域的最新研究进展,重点阐述了通过金属离子置换、hap包覆、hap负载其它催化剂、有机改性hap所构建的复合催化剂的性能及其在有毒气体清除和污染物净化处理中的应用,总结了研究中存在的问题和发展趋势。

分别用自燃烧法添加生物玻璃和不加生物玻璃合成的ha原料粉末制备试样,烧结后通过试样收缩率计算和微观结构观察,研究了多孔ha材料的烧结特性。结果表明,含磷酸盐生物玻璃添加剂的试样烧结温度降低了200℃,在1050℃即可烧结,获得仿骨结构的多孔ha生物材料

为研究烧结温度对羟基磷灰石靶的影响规律,把纯度为99%的羟基磷灰石粉末压制成圆盘形的靶后,在氩气中分别在600℃、700℃和800℃高温下进行烧结。用x射线衍射仪和x射线光电子能谱仪对未烧结和在不同温度下烧结的羟基磷灰石靶进行检测。检测结果表明;烧结温度对羟基磷灰石靶的结晶度和组成元素没有显著影响。但是随着烧结温度的升高,羟基磷灰石靶的平均粒径和钙磷比值都增大.800℃高温烧结的羟基磷灰石靶具有更好的生物相容性、生物活性和稳定性。

采用沉淀法合成羟基磷灰石粉体,将r2oal2o3b2o3sio3体系玻璃粉按一定的比例与hap粉混合,采用等静压成型和干压法成型2种成型方法对羟基磷灰石玻璃复合粉体成型,分别在1150℃、1200℃、1250℃下微波烧结。利用xrd、ir和sem等手段对烧结过程中的相变和陶瓷显微结构进行研究,结果表明随着烧结温度的升高,羟基磷灰石玻璃复合陶瓷的结构逐渐致密;烧结温度低于1200℃时主晶相没有发生明显变化,当烧结温度达到1250℃时等静压成型的样品中hap发生了明显的分解;等静压成型的羟基磷灰石—玻璃复合陶瓷的致密度优于普通干压法成型的陶瓷。

目的:研究纳米银羟基磷灰石涂层陶瓷托槽的抗菌特性。方法:采用微束等离子喷涂的方法制备纳米羟基磷灰石涂层,采用icp-aes分析仪测量其第1、3、7、14、21d的银离子缓释量并用覆膜法进行抗变形链球菌测试。结果:银离子缓释量的随着时间的延长而增加,释放速度随时间的推移而减缓,第14d基本达到稳定,抗菌率达到99.9%。结论:纳米羟基磷灰石涂层缓释银离子能力好,并对变形链球菌有强烈抑制作用,可减少正畸过过程中牙釉质脱矿。

低温下,通过将水热合成的纳米羟基磷灰石浆料与中性胶原溶胶共混和在中性胶原中原位形成羟基磷灰石两种方法制备羟基磷灰石/胶原复合材料,采用xrd、ftir、扫描电镜、透射电镜和力学性能测试等方法对两种复合材料的特性进行了表征。通过对两种方法制备的复合材料的特性进行比较,发现两种方法均制备得到了纳米羟基磷灰石/胶原复合材料,复合材料在晶相组成、化学组成、纳米羟基磷灰石晶体尺寸、胶原纤维的结构等方面都与天然骨相似。但原位合成纳米羟基磷灰石晶体的结晶度比水热合成的纳米羟基磷灰石更接近于自然骨,原位合成的羟基磷灰石/胶原复合材料的均匀性、界面结合紧密度、力学性能等方面均优于共混法。原位合成法是改善纳米羟基磷灰石/胶原复合材料均匀性和力学性能的有效方法。

为了探讨丝素蛋白/羟基磷灰石(sf/ha)复合多孔支架材料的制备及其用于骨缺损的修复,采用超声波凝胶干燥法制备了sf/ha复合材料;以脱胶茧丝为增强材料,水溶性淀粉为制孔剂,通过去离子水萃取法除去淀粉,制备了sf/ha多孔复合材料。对其孔隙率及抗压强度进行测试,并将其植入兔股骨缺损处观察修复的情况。sf/ha多孔复合材料的孔隙率接近75%,孔径尺寸分布约从几微米到400μm,并且孔隙之间相互贯通,其抗压强度可达10mpa以上,植入兔股骨缺损处未见引起骨组织明显的炎症反应及骨坏死,术后12周发现基本修复骨缺损部位,而空白对照组没有骨生成。sf/ha多孔复合材料可以满足骨组织工程支架的基本要求,用于骨缺损的修复。

玻璃离子水门汀(glassionomercement,gic)是口腔临床常用的粘结修复和充填治疗材料,但其力学性能较差,影响了材料更广泛的应用,因此有必要对其进行改性研究。选用羟基磷灰石(hydroxyapatite,ha)为改性材料,分别按质量比5%、10%、15%、20%均匀混入gic粉中形成复合材料,常规固化,测定改性后材料的抗弯强度和抗压强度。并将复合材料浸泡在人工唾液(ph=6.0)和乳酸溶液(ph=4.0)中7d,用paffenbarger测重法,评价材料的溶解性。得出:5%、10%、15%、20%ha改性后,复合材料的抗弯强度和抗压强度均得到提高(p0.05),加入ha的比例超过5%以后,随着ha加入比例的增加,复合材料在两种浸泡液中的溶解率逐渐增大(p<0.05)。这一结果为口腔临床改性gic和对其进行深入研究提供了基础数据。

采用共滴定法制备了羟基磷灰石/胶原复合粉体,通过凝胶-冷冻干燥法制备了羟基磷灰石/胶原-魔芋葡甘聚糖多孔支架.分析了碱加入量对支架显气孔率、孔径及强度的影响.xrd与tem结果显示复合粉体中无机相为纳米羟基磷灰石.所制备的支架显气孔率在80%以上,抗压强度在0.45~1.31mpa,sem结果显示孔径分布在100~300μm.细胞相容性实验证明表明细胞在支架上生长良好.

目的探讨用溶胶-凝胶法制备出的纳米含氟羟基磷灰石(nfha)材料用于纯钛表面涂覆的理论依据。方法本实验于2010年1-5月在中南大学粉末冶金研究院完成。采用溶胶-凝胶法制备nfha和羟基磷灰石(ha)材料,通过x线衍射(xrd)、透射电镜(tem)表征其物相组成及颗粒大小,扫描电镜(sem)观察涂层在纯钛表面形貌。结果xrd检测结果显示,运用溶胶-凝胶法可制备出nfha材料,氟离子进入ha晶体中,以nfha固溶体形式存在。tem显示,nfha晶体呈短棒状,粒径大部分在100nm以下,符合纳米级别。sem显示,热处理后的nfha涂层,为多孔形貌,相互形成穿通结构,颗粒均匀分布,无明显裂纹。结论(1)采用溶胶-凝胶法可制备出nfha涂层材料;(2)nfha较ha在钛基表面涂层可形成更佳的孔隙结构。

近年来,随着组织工程的深入研究,骨组织工程受到学者越来越多的重视。目前,骨组织工程的研究重点集中在支架材料、种子细胞、骨构建的相关生长因子等三个方面。纳米羟基磷灰石(nanohydroxyaptite,nhap)属于陶瓷类材料,有利于人体骨组织的修复、整合及改善植入组织的力学性能,因其优良的生物性能而备受关注,nhap已作为骨

探讨n-ha/ldi-g/nvcm复合体的制备方法以及其物理特性。对载有0%、1%、2%、5%和10%nvcm的复合体材料分别测定其抗压强度和断裂强度,再通过x射线衍射和扫描电镜分析其固化产物和表面结构的变化。结果表明不同载药组抗压强度和断裂强度会有所不同。nvcm的载入不影响n-ha/ldi-g的固化,不会反应产生新的产物;nvcm的含量在复合体中一定的比例范围内,并不会对复合体的抗压强度和断裂强度造成影响,而超过一定范围后,则会降低其抗压强度和断裂强度。

羟基磷灰石(ha)是骨组织中无机物的主要成分。利用丝胶蛋白(ss)良好的生物相容性、生物降解性、细胞相容性,以及含有的羧基和羟基能与ca2+紧密结合的特点,将氢氧化钙和磷酸以湿法合成的羟基磷灰石按一定的比例加入到浓缩后的丝胶蛋白溶液中,经冷冻干燥制备成丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料,期望用于骨替代和骨缺损修复。对丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料进行扫描电镜(sem)、x射线衍射(xrd)、红外吸收光谱(ftir)、热力学性能以及力学性能等检测,并探讨不同原料配比对材料结构与性能的影响。结果表明,丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料的孔隙分散均匀,孔隙率33.0%～62.5%;支架材料中的ha呈弱结晶态,与人体骨组织中ha的晶体态相似,丝胶蛋白分子呈β折叠结构;随着复合支架材料中ha的比例不断增加,材料的热分解温度提高,热学性能改善,当ha的质量分数达到50%时,弹性模量增大到15.64mpa,呈现较好的结构性能。

目的比较复合不同剂量血管内皮生长因子(vegf)的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合骨(nhac)修复骨缺损的效果。方法将纳米羟基磷灰石粉末和胶原蛋白粉末按8∶2的比例混合制备nhac人工骨,再将混合粉末与含10ng、100ng、300ngvegf的蒸馏水按1∶1.8的质量比调和制备nhac/vegf人工骨。建立大鼠双侧桡骨0.5cm缺损动物模型30只,按随机原则分为5组。以nhac/10ngvegf、nhac/100ngvegf、nhac/300ngvegf人工骨植入骨缺损处进行修复作为实验组,以nhac人工骨植入组及空白组作为对照组。术后2、4、8周各组行组织学及免疫组织化学检查,观察材料早期血管化及成骨情况。结果各时间点组织学评分以及血管计数均为nhac/300ngvegf人工骨组最高,于其他各组比较差异有统计学意义。各实验组血管数量在4周时达到高峰,而nhac组血管数量在8周时最多。结论血管内皮生长因子能明显促进nhac早期血管化及新骨形成,比单纯应用nhac能更好的修复骨缺损,并且随着vegf剂量的增加,新生血管数量和新骨形成量均相应增加。

了解丝素蛋白(silkfibroin,sf)表面修饰的羟基磷灰石(hydroxyapatite,ha)修复骨缺损过程中,实验动物血液流变学和骨缺损修复区血流量的变化。选择20只新西兰白兔,制作15mm长的桡骨节段性骨缺损模型,根据植入不同移植材料分为实验组和对照组,实验组于动物左侧桡骨缺损区植入mscs复合sf表面修饰的ha培养制备的组织工程骨,对照组植入mscs复合ha培养制备的组织工程骨,观察各组动物术后7、14d血液流变学和术后14d骨缺损修复区血流量的变化。实验组与对照组比较,血液流变学指标和骨缺损修复区血流量差异显著,实验动物全身血液粘度降低,骨缺损修复区的局部血流量增加。sf表面修饰对以ha为支架材料组织工程骨的修复作用有明显优化作用。

为制备具有与天然生物骨磷灰石结构相似的羟基磷灰石(hydroxyapatites简称hap或ha)材料,依据生物矿化的原理,通过以十六烷基三甲基溴化铵(ctab)作为表面活性剂,正己醇为助表面活性剂,十六烷为油相和水作出的拟三元相图,找到体系所形成的双连续微乳液作为模板,控制矿化材料的成核和生长,并用sem,tem,xrd,ir等手段对合成的样品进行了形貌和结构的表征,并将其与共沉淀法制备的hap在模拟体液中的溶解性进行了比较。结果表明:得到的矿化产物是具有棒状的六方晶体组成羟基磷灰石矿化材料,其结构参数a0=0.920,c0=0.688,与天然生物骨材料较相似,抗体液溶解性比共沉淀法制备的优越。

根据天然骨的结构特点制备了羟基磷灰石仿骨材料,研究了材料的微观结构及性能随烧结条件的变化。结果表明:材料具有类似天然骨的梯度结构;烧结温度和时间影响了材料的孔隙率及晶粒度等性能,使材料强度发生变化

目的:本文研制热触发自组装型羟基磷灰石(hydroxyapatite,ha)/胶原复合材料并测定了其理化特性。方法:采用相交融合法(interdigitation-fusion,if)制备载ca2+或pi脂质体,考察其包封率及相变温度。提取i型鼠尾胶原,与脂质体混合成前驱液,观察前驱液37℃时的显微结构及矿物质形成情况。结果:发现脂质体平均包封率为68%,前驱液34～35℃时开始形成ha/胶原复合体。因此提示前驱液在体温下可形成ha/胶原复合凝胶,可为新的根尖屏障材料提供方向。

目的:探讨纳米羟基磷灰石复合重组人骨形成蛋白-2人工骨(nano-ha/rhbmp-2)的骨缺损修复能力,为临床骨缺损修复提供依据。方法:采用新西兰大白兔75只,单侧桡骨制备骨缺损动物模型,以nano-ha/rhbmp-2复合人工骨植入骨缺损处进行修复作为实验组(a组),以nano-ha人工骨(b组)及空白组(c组)作为对照组;术后4周、8周、12周分别行大体标本观察、x线、扫描电镜(sem)、放射性核素骨扫描(ect)及生物力学测试,综合评价nano-ha/rhbmp-2复合人工骨对骨缺损的修复能力及对机体的影响。结果:nano-ha/rhbmp-2复合人工骨、nano-ha人工骨均可促进新骨形成,前者新骨形成量大,骨缺损修复能力明显优于后者,差异有统计学意义(p<0.05)。结论:nano-ha/rhbmp-2复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,可望成为一种理想的骨缺损修复材料。