天然羥基磷灰石相容性研究

以共沉淀法制備了羥基磷灰石/絲蛋白(ha/sf)復(fù)合骨修復(fù)材料,并對(duì)材料進(jìn)行了xrd、tem、sem、孔徑分布和孔隙率等相關(guān)的測試和表征。結(jié)果表明:該復(fù)合材料的無機(jī)組分為20~30nm長、5nm寬的棒狀羥基磷灰石(ha)結(jié)晶,這些晶粒沿c軸自組裝團(tuán)聚成簇分散在絲蛋白基質(zhì)中形成三維多孔結(jié)構(gòu),其孔徑分布在0.3~115μm之間,開口孔隙率達(dá)66%。該材料植入動(dòng)物體內(nèi),未出現(xiàn)明顯的排異反應(yīng),在植入部位有連續(xù)的骨性連接和新生骨形成,說明ha/sf復(fù)合材料具有良好的生物相容性和骨誘導(dǎo)活性。

納米羥基磷灰石復(fù)合材料是一種新型骨組織替代或修復(fù)材料。介紹了羥基磷灰石的特性、合成方法，總結(jié)了改性研究及應(yīng)用，闡述了納米羥基磷灰石復(fù)合材料生物相容性。

應(yīng)用共混法制備了納米羥基磷灰石/絲素蛋白復(fù)合支架材料,通過體外降解和細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合支架材料的降解特性和生物相容性.體外降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,復(fù)合支架材料具有穩(wěn)定的降解能力;在降解過程中,羥基磷灰石由于與降解液發(fā)生鈣、磷等離子的交換,使其結(jié)晶得到了進(jìn)一步生長和完善.利用細(xì)胞計(jì)數(shù)法、四甲基偶氮唑鹽(mtt)比色法和堿性磷酸酶(alp)活性測定等分析了復(fù)合支架材料的生物相容性,結(jié)果表明,mg63細(xì)胞在復(fù)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,納米羥基磷灰石/絲素蛋白復(fù)合支架作為骨組織工程的支架材料具有良好的應(yīng)用前景。

羥基磷灰石(hap)作為一種新型非貴金屬型催化劑,具有強(qiáng)的吸附性和離子替換性,通過有機(jī)改性,金屬、金屬氧化物摻雜和負(fù)載其它復(fù)合催化劑,可以賦予其優(yōu)異的催化活性和吸附性能而用于降解有機(jī)污染物和有害氣體。本文綜述了近年來改性羥基磷灰石在催化領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,重點(diǎn)闡述了通過金屬離子置換、hap包覆、hap負(fù)載其它催化劑、有機(jī)改性hap所構(gòu)建的復(fù)合催化劑的性能及其在有毒氣體清除和污染物凈化處理中的應(yīng)用,總結(jié)了研究中存在的問題和發(fā)展趨勢。

分別用自燃燒法添加生物玻璃和不加生物玻璃合成的ha原料粉末制備試樣,燒結(jié)后通過試樣收縮率計(jì)算和微觀結(jié)構(gòu)觀察,研究了多孔ha材料的燒結(jié)特性。結(jié)果表明,含磷酸鹽生物玻璃添加劑的試樣燒結(jié)溫度降低了200℃,在1050℃即可燒結(jié),獲得仿骨結(jié)構(gòu)的多孔ha生物材料

為研究燒結(jié)溫度對(duì)羥基磷灰石靶的影響規(guī)律,把純度為99%的羥基磷灰石粉末壓制成圓盤形的靶后,在氬氣中分別在600℃、700℃和800℃高溫下進(jìn)行燒結(jié)。用x射線衍射儀和x射線光電子能譜儀對(duì)未燒結(jié)和在不同溫度下燒結(jié)的羥基磷灰石靶進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果表明;燒結(jié)溫度對(duì)羥基磷灰石靶的結(jié)晶度和組成元素沒有顯著影響。但是隨著燒結(jié)溫度的升高,羥基磷灰石靶的平均粒徑和鈣磷比值都增大.800℃高溫?zé)Y(jié)的羥基磷灰石靶具有更好的生物相容性、生物活性和穩(wěn)定性。

采用沉淀法合成羥基磷灰石粉體,將r2oal2o3b2o3sio3體系玻璃粉按一定的比例與hap粉混合,采用等靜壓成型和干壓法成型2種成型方法對(duì)羥基磷灰石玻璃復(fù)合粉體成型,分別在1150℃、1200℃、1250℃下微波燒結(jié)。利用xrd、ir和sem等手段對(duì)燒結(jié)過程中的相變和陶瓷顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,結(jié)果表明隨著燒結(jié)溫度的升高,羥基磷灰石玻璃復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)逐漸致密;燒結(jié)溫度低于1200℃時(shí)主晶相沒有發(fā)生明顯變化,當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1250℃時(shí)等靜壓成型的樣品中hap發(fā)生了明顯的分解;等靜壓成型的羥基磷灰石—玻璃復(fù)合陶瓷的致密度優(yōu)于普通干壓法成型的陶瓷。

目的:研究納米銀羥基磷灰石涂層陶瓷托槽的抗菌特性。方法:采用微束等離子噴涂的方法制備納米羥基磷灰石涂層,采用icp-aes分析儀測量其第1、3、7、14、21d的銀離子緩釋量并用覆膜法進(jìn)行抗變形鏈球菌測試。結(jié)果:銀離子緩釋量的隨著時(shí)間的延長而增加,釋放速度隨時(shí)間的推移而減緩,第14d基本達(dá)到穩(wěn)定,抗菌率達(dá)到99.9%。結(jié)論:納米羥基磷灰石涂層緩釋銀離子能力好,并對(duì)變形鏈球菌有強(qiáng)烈抑制作用,可減少正畸過過程中牙釉質(zhì)脫礦。

低溫下,通過將水熱合成的納米羥基磷灰石漿料與中性膠原溶膠共混和在中性膠原中原位形成羥基磷灰石兩種方法制備羥基磷灰石/膠原復(fù)合材料,采用xrd、ftir、掃描電鏡、透射電鏡和力學(xué)性能測試等方法對(duì)兩種復(fù)合材料的特性進(jìn)行了表征。通過對(duì)兩種方法制備的復(fù)合材料的特性進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩種方法均制備得到了納米羥基磷灰石/膠原復(fù)合材料,復(fù)合材料在晶相組成、化學(xué)組成、納米羥基磷灰石晶體尺寸、膠原纖維的結(jié)構(gòu)等方面都與天然骨相似。但原位合成納米羥基磷灰石晶體的結(jié)晶度比水熱合成的納米羥基磷灰石更接近于自然骨,原位合成的羥基磷灰石/膠原復(fù)合材料的均勻性、界面結(jié)合緊密度、力學(xué)性能等方面均優(yōu)于共混法。原位合成法是改善納米羥基磷灰石/膠原復(fù)合材料均勻性和力學(xué)性能的有效方法。

為了探討絲素蛋白/羥基磷灰石(sf/ha)復(fù)合多孔支架材料的制備及其用于骨缺損的修復(fù),采用超聲波凝膠干燥法制備了sf/ha復(fù)合材料;以脫膠繭絲為增強(qiáng)材料,水溶性淀粉為制孔劑,通過去離子水萃取法除去淀粉,制備了sf/ha多孔復(fù)合材料。對(duì)其孔隙率及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試,并將其植入兔股骨缺損處觀察修復(fù)的情況。sf/ha多孔復(fù)合材料的孔隙率接近75%,孔徑尺寸分布約從幾微米到400μm,并且孔隙之間相互貫通,其抗壓強(qiáng)度可達(dá)10mpa以上,植入兔股骨缺損處未見引起骨組織明顯的炎癥反應(yīng)及骨壞死,術(shù)后12周發(fā)現(xiàn)基本修復(fù)骨缺損部位,而空白對(duì)照組沒有骨生成。sf/ha多孔復(fù)合材料可以滿足骨組織工程支架的基本要求,用于骨缺損的修復(fù)。

玻璃離子水門汀(glassionomercement,gic)是口腔臨床常用的粘結(jié)修復(fù)和充填治療材料,但其力學(xué)性能較差,影響了材料更廣泛的應(yīng)用,因此有必要對(duì)其進(jìn)行改性研究。選用羥基磷灰石(hydroxyapatite,ha)為改性材料,分別按質(zhì)量比5%、10%、15%、20%均勻混入gic粉中形成復(fù)合材料,常規(guī)固化,測定改性后材料的抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。并將復(fù)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測重法,評(píng)價(jià)材料的溶解性。得出:5%、10%、15%、20%ha改性后,復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均得到提高(p0.05),加入ha的比例超過5%以后,隨著ha加入比例的增加,復(fù)合材料在兩種浸泡液中的溶解率逐漸增大(p<0.05)。這一結(jié)果為口腔臨床改性gic和對(duì)其進(jìn)行深入研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

采用共滴定法制備了羥基磷灰石/膠原復(fù)合粉體,通過凝膠-冷凍干燥法制備了羥基磷灰石/膠原-魔芋葡甘聚糖多孔支架.分析了堿加入量對(duì)支架顯氣孔率、孔徑及強(qiáng)度的影響.xrd與tem結(jié)果顯示復(fù)合粉體中無機(jī)相為納米羥基磷灰石.所制備的支架顯氣孔率在80%以上,抗壓強(qiáng)度在0.45~1.31mpa,sem結(jié)果顯示孔徑分布在100~300μm.細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)證明表明細(xì)胞在支架上生長良好.

目的探討用溶膠-凝膠法制備出的納米含氟羥基磷灰石(nfha)材料用于純鈦表面涂覆的理論依據(jù)。方法本實(shí)驗(yàn)于2010年1-5月在中南大學(xué)粉末冶金研究院完成。采用溶膠-凝膠法制備nfha和羥基磷灰石(ha)材料,通過x線衍射(xrd)、透射電鏡(tem)表征其物相組成及顆粒大小,掃描電鏡(sem)觀察涂層在純鈦表面形貌。結(jié)果xrd檢測結(jié)果顯示,運(yùn)用溶膠-凝膠法可制備出nfha材料,氟離子進(jìn)入ha晶體中,以nfha固溶體形式存在。tem顯示,nfha晶體呈短棒狀,粒徑大部分在100nm以下,符合納米級(jí)別。sem顯示,熱處理后的nfha涂層,為多孔形貌,相互形成穿通結(jié)構(gòu),顆粒均勻分布,無明顯裂紋。結(jié)論(1)采用溶膠-凝膠法可制備出nfha涂層材料;(2)nfha較ha在鈦基表面涂層可形成更佳的孔隙結(jié)構(gòu)。

近年來,隨著組織工程的深入研究,骨組織工程受到學(xué)者越來越多的重視。目前,骨組織工程的研究重點(diǎn)集中在支架材料、種子細(xì)胞、骨構(gòu)建的相關(guān)生長因子等三個(gè)方面。納米羥基磷灰石(nanohydroxyaptite,nhap)屬于陶瓷類材料,有利于人體骨組織的修復(fù)、整合及改善植入組織的力學(xué)性能,因其優(yōu)良的生物性能而備受關(guān)注,nhap已作為骨

探討n-ha/ldi-g/nvcm復(fù)合體的制備方法以及其物理特性。對(duì)載有0%、1%、2%、5%和10%nvcm的復(fù)合體材料分別測定其抗壓強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度,再通過x射線衍射和掃描電鏡分析其固化產(chǎn)物和表面結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明不同載藥組抗壓強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度會(huì)有所不同。nvcm的載入不影響n-ha/ldi-g的固化,不會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生新的產(chǎn)物;nvcm的含量在復(fù)合體中一定的比例范圍內(nèi),并不會(huì)對(duì)復(fù)合體的抗壓強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度造成影響,而超過一定范圍后,則會(huì)降低其抗壓強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度。

羥基磷灰石(ha)是骨組織中無機(jī)物的主要成分。利用絲膠蛋白(ss)良好的生物相容性、生物降解性、細(xì)胞相容性,以及含有的羧基和羥基能與ca2+緊密結(jié)合的特點(diǎn),將氫氧化鈣和磷酸以濕法合成的羥基磷灰石按一定的比例加入到濃縮后的絲膠蛋白溶液中,經(jīng)冷凍干燥制備成絲膠蛋白/羥基磷灰石復(fù)合支架材料,期望用于骨替代和骨缺損修復(fù)。對(duì)絲膠蛋白/羥基磷灰石復(fù)合支架材料進(jìn)行掃描電鏡(sem)、x射線衍射(xrd)、紅外吸收光譜(ftir)、熱力學(xué)性能以及力學(xué)性能等檢測,并探討不同原料配比對(duì)材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,絲膠蛋白/羥基磷灰石復(fù)合支架材料的孔隙分散均勻,孔隙率33.0%～62.5%;支架材料中的ha呈弱結(jié)晶態(tài),與人體骨組織中ha的晶體態(tài)相似,絲膠蛋白分子呈β折疊結(jié)構(gòu);隨著復(fù)合支架材料中ha的比例不斷增加,材料的熱分解溫度提高,熱學(xué)性能改善,當(dāng)ha的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí),彈性模量增大到15.64mpa,呈現(xiàn)較好的結(jié)構(gòu)性能。

目的比較復(fù)合不同劑量血管內(nèi)皮生長因子(vegf)的納米羥基磷灰石/膠原蛋白復(fù)合骨(nhac)修復(fù)骨缺損的效果。方法將納米羥基磷灰石粉末和膠原蛋白粉末按8∶2的比例混合制備nhac人工骨,再將混合粉末與含10ng、100ng、300ngvegf的蒸餾水按1∶1.8的質(zhì)量比調(diào)和制備nhac/vegf人工骨。建立大鼠雙側(cè)橈骨0.5cm缺損動(dòng)物模型30只,按隨機(jī)原則分為5組。以nhac/10ngvegf、nhac/100ngvegf、nhac/300ngvegf人工骨植入骨缺損處進(jìn)行修復(fù)作為實(shí)驗(yàn)組,以nhac人工骨植入組及空白組作為對(duì)照組。術(shù)后2、4、8周各組行組織學(xué)及免疫組織化學(xué)檢查,觀察材料早期血管化及成骨情況。結(jié)果各時(shí)間點(diǎn)組織學(xué)評(píng)分以及血管計(jì)數(shù)均為nhac/300ngvegf人工骨組最高,于其他各組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各實(shí)驗(yàn)組血管數(shù)量在4周時(shí)達(dá)到高峰,而nhac組血管數(shù)量在8周時(shí)最多。結(jié)論血管內(nèi)皮生長因子能明顯促進(jìn)nhac早期血管化及新骨形成,比單純應(yīng)用nhac能更好的修復(fù)骨缺損,并且隨著vegf劑量的增加,新生血管數(shù)量和新骨形成量均相應(yīng)增加。

用naoh和生物活性玻璃依次對(duì)空心玻璃微球進(jìn)行預(yù)處理。將處理過的空心玻璃微球浸泡在1.5sbf溶液中,仿生沉積得到羥基磷灰石涂層。利用x射線衍射儀、掃描電鏡以及熱場發(fā)射掃描電鏡對(duì)空心玻璃微球和涂層進(jìn)行表征。結(jié)果表明,浸泡15天后在空心玻璃微球表面形成一層均勻致密的羥基磷灰石涂層,隨時(shí)間延長涂層厚度增加。

采用硝酸鈣-絲素蛋白溶液與磷酸鈉反應(yīng)仿生合成納米羥基磷灰石/絲素蛋白(n-ha/sf)復(fù)合材料,并以nahco3和nacl為致孔劑制備了多孔復(fù)合支架材料,采用tem、ir、sem和edx對(duì)其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,復(fù)合材料中ha的粒徑在20~50nm之間,是一種co32-部分替代型弱結(jié)晶類骨針晶,在形貌和尺寸等方面類似于人體骨磷灰石晶體;ha和sf兩相間存在強(qiáng)烈的鍵合作用,復(fù)合支架材料呈高度多孔結(jié)構(gòu),孔壁上富含微孔,孔隙間貫通性高。edx分析結(jié)果表明,ha在有機(jī)基體中分布均勻,鈣磷元素比為1.66,當(dāng)復(fù)合材料和致孔劑的比例為1∶0.5時(shí),其抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.23mpa。

在制備羥基磷灰石(ha)陶瓷的初期引入少量licl,其乙酸浸蝕失重實(shí)驗(yàn)表明,摻雜后ha陶瓷的耐酸蝕能力增強(qiáng),ha顆粒仍然能保持較強(qiáng)的連接,摻雜后ha陶瓷的顯微硬度穩(wěn)定并有所提高,x射線衍射分析說明引入少量licl沒有導(dǎo)致ha的分解。

采用化學(xué)沉淀法合成了絲膠蛋白(ss)/羥基磷灰石(hap)復(fù)合材料,并研究了礦化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的影響.x射線衍射(xrd)、傅里葉變換紅外光譜(ftir)、透射電鏡(tem/hrtem)和掃描電鏡(sem)表征結(jié)果表明:在較短的礦化時(shí)間內(nèi),合成的ss/hap為直徑約20nm的復(fù)合顆粒;隨著礦化時(shí)間的延長,這些復(fù)合顆粒能夠沿軸方向組裝并融合成類牙釉結(jié)構(gòu)的較大晶體.文章討論了其可能的組裝機(jī)制.

由納米羥基磷灰石(ha)與絲素蛋白(sf)復(fù)合而成的新型生物復(fù)合材料,具有優(yōu)良的生物相容性,已被研究用作骨移植及填充材料,但其由絲素蛋白分子內(nèi)交聯(lián)導(dǎo)致的較差的力學(xué)性能,限制了該復(fù)合材料的應(yīng)用。本研究中,采用一種名為聚乙二醇二縮水甘油醚(pgde)的交聯(lián)劑對(duì)復(fù)合材料中的絲素蛋白進(jìn)行改性。該改性的復(fù)合材料經(jīng)過一系列的檢測,結(jié)果顯示交聯(lián)劑pgde可以提高絲素蛋白的結(jié)晶性,復(fù)合材料ha/sf的抗壓強(qiáng)度提高了100%,且該交聯(lián)劑并沒有影響復(fù)合材料的生物相容性。