生物活性硼硅酸盐多孔支架的体外活性及细胞毒性

在硼酸盐玻璃(R₂O-RO-B₂O₃-SiO₂-P_2O5)系统中, 用不同硼含量的玻璃粉末, 采用泡沫浸渍法制备4种组分的多孔支架, 对这些支架的体外生物活性、可降解性能及细胞毒性进行研究. 结果表明, 不同硼含量的玻璃粉均能制备成支架, 其气孔率为73%~80%, 孔径200~300 μm, 孔间连通性良好. 在0.02 mol/L K₂HPO₄溶液中浸泡后, 支架均能转化为羟基磷灰石, 具有优良的生物活性, 其中组分为D-Alk-2B, D-Alk-3B的支架在浸泡7 h后, 表面形成羟基磷灰石, 并全部被羟基磷灰石层所覆盖, 证实了支架有很高的生物活性. 在细胞黏附实验中, 支架上的细胞黏附生长良好, 形态舒展, 伪足明显, 仅D-Alk-3B组分的支架在体外降解过程中所释放的硼在局部区域累积后对细胞增殖产生了一定的抑制作用, 但支架浸提液经适当稀释后(稀释比例为1:8), 生物相容性明显改善. 因此, 经过适当预处理, 这一系列硼硅酸盐玻璃多孔支架有可能应用于骨组织工程.     

纳米羟基磷灰石/聚合物生物复合材料体内外生物活性研究

当生物活性材料植入体内后, 在其表面可以形成一层类骨磷灰石. 这层类骨磷灰石对于组织与材料之间形成骨键合至关重要. 研究了纳米羟基磷灰石/聚酰胺在体内和体外环境下表面形成类骨磷灰石的情况, 考察了兔体内复合材料植入体与周围骨组织的界面. 结果显示, 在体外模拟体液中和植入兔背部肌肉内, 复合材料表面都可形成类骨磷灰石. 当植入兔皮质骨时, 复合材料可与自然骨形成紧密结合, 中间没有纤维组织. 研究表明, 纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料具有良好的生物活性, 是一种良好的骨替换材料.     

在磷硅酸盐玻璃中八面体配位的硅:K边X射线吸收光谱研究

众所周知,在高压条件下,硅酸盐矿物和玻璃中的硅可以形成八面体配位,但在通常的低压硅酸盐玻璃中,硅为四面体配位,因为玻璃中硅的八面体配位会迫使形成周期性结构,破坏玻璃的非晶态。目前几乎没有文献报道在低压硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅。很久以来,人们一直对于含磷的硅酸盐玻璃和熔体有很大兴趣,因为一方面含磷的硅酸盐玻璃是很有前景的光导纤维材料,另一方面,在地球化学上P_2O_5加入到岩浆体系中,会导致液相不混溶,降低岩浆的液相线温度和粘度,影响元素在固相-液相和液相-液相之间的分配,尽管有报道证明在钠的磷硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅,但此结果仍有一定的争议。本文采用同步辐射的硅K边X射线吸收光谱研究了硅在SiO_2-P_2O_5和Na_2O-SiO_2-P_2O_5体系的磷硅酸盐玻璃中的结构与配位,以及硅的配位几何随玻璃中P_2O_5含量的变化。     

掺镱硼酸盐和磷酸盐玻璃光谱性质的成分依赖性

了玻璃成分对掺镱硼酸盐和磷酸盐玻璃光谱性质的影响。结果表明，其变化规律与Ｎｄ＾３＋离子在相应基质中的变化规律相似，即在网络骨架结构为主的硼卤玻璃中，随着饰体阳离子场强增加或高价阳离子的引入，吸收截面和发射截面升高。与此相反，磷酸盐玻璃由于链状结构的特点，随着修饰体阳离子场强升高，吸收截面和发射截面降低。两种玻璃中，硼酸盐玻璃有较高的发射截面，其发射截面高于目前发展中的掺Ｙｂ＾３＋激光玻璃，磷酸盐玻     

在磷硅酸盐玻璃中八面体配位的硅:K边X射线吸收光谱研究

<正>众所周知,在高压条件下,硅酸盐矿物和玻璃中的硅可以形成八面体配位,但在通常的低压硅酸盐玻璃中,硅为四面体配位,因为玻璃中硅的八面体配位会迫使形成周期性结构,破坏玻璃的非晶态。目前几乎没有文献报道在低压硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅。很久以来,人们一直对于含磷的硅酸盐玻璃和熔体有很大兴趣,因为一方面含磷的硅酸盐玻璃是很有前景的光导纤维材料,另一方面,在地球化学上P_2O_5加入到岩浆体系中,会导致液相不混溶,降低岩浆的液相线温度和粘度,影响元素在固相-液相和液相-液相之间的分配,尽管有报道证明在钠的磷硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅,但此结果仍有一定的争议。本文采用同步辐射的硅K边X射线吸收光谱研究了硅在SiO₂-P₂O₅和Na₂O-SiO₂-P₂O₅体系的磷硅酸盐玻璃中的结构与配位,以及硅的配位几何随玻璃中P₂O₅含量的变化。     

新型玻璃的现状和将来

前言高技术发展不仅要求制造方法先进,而且要求与其配套的设备高性能化,但作为最基本重要的还是具有卓越功能的尖端材料。假如把尖端材料应具有的功能进行分类的话,可分为光、电磁、热、机械、化学、生物等各种功能领域,而对新型玻璃来说是具有各种功能的优越材料,并深信今后将有更加优越的新型玻璃问世。新型玻璃可定义为对各领域高技术材料有用的高功能、高性能化的玻璃。为了认识和掌握新型玻璃技术,不仅要熟悉了解玻璃状态,而且也要熟悉了解非结晶(无定形)状态物质以及经过这些状态采用结晶化制造的功能性结晶化玻璃。然而像这些物质,非结晶质半导体、金属玻璃、无定形的碳、有机高分子等物质,由于分别属于大的材料领域内使用,这里不采用。因此在化学组成上局限于氧化物、卤化物、硫族(硫、硒、碲     

聚丙烯酰胺改性聚羟基丁酸-羟基戊酸/生物活性玻璃复合支架的制备与表征

为提高骨修复支架的生物活性和力学性能, 通过光引发聚合制备了一种新型的多孔聚丙烯酰胺(PAM)-聚羟基丁酸-羟基戊酸(PHBV)/生物活性玻璃(BG)复合支架. 其中PAM的引入是为了提高PHBV的亲水性, 而BG的加入是为了增加支架的强度. 红外光谱分析证实成功引入了PAM以及BG. 采用SEM对支架接枝前后的显微形貌进行了观察, 结果表明PAM-PHBV/BG支架具有良好的孔连通性, 这为细胞的长入和代谢提供了便利. 此外, 采用比重法对支架的孔性能进行了研究, 结果表明该支架具有82.0%的孔隙率. 通过抗压强度测试对PAM-PHBV/BG支架的力学性能进行了评价, 结果表明该支架的抗压强度达到了0.91 MPa. 同时也对纯PHBV, PHBV/BG支架的性能进行了表征, 并对三者做了比较. 这种新型的PAM-PHBV/BG支架可能是一种很有前途的骨修复材料.     

编者按

生物医用材料(biomedical materials)是用于对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料. 按用途可分为组织修复材料(含组织工程与组织诱导材料、植入材料与人工器官等)、药物释放材料与基因载体、临床诊断和生物传感器材料3大类, 当然还包括其他一些特殊的医用材料; 按材料在生理环境中的生物、化学反应水平可分为近于惰性的生物医用材料和生物活性材料两大类; 按照是否降解可以分为可生物降解与吸收的材料以及不可降解材料两大类; 按材料组成和性质分为医用金属材料、医用高分子材料、医用陶瓷材料3大类以及生物衍生材料和医用复合材料等特别种类.     

油菜甾醇内酯类化合物生物活性与构效关系的研究

油菜甾醇内酯(Brassinolide,BR)(1)是生物活性极强的新型甾体植物生长调节剂.自1979年Grove等首次从油菜花粉中获得油菜甾醇内酯(1)以来,已在自然界发现为数众多的这一化合物的类似物,例如高油菜甾醇内酯(2),24-表油菜自醇内酯(3).许多结构类似于油菜甾醇内酯的非天然的化合物也先后被合成,比较突出的化合物是26,27-双失碳油菜甾醇内酯(4)和25-甲基油菜甾醇内酯(5),前者的生物活性与油菜甾醇内酯(1)相仿,后     

磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性研究进展

磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性是其应用于临床研究的前提之一. 生物相容性一般是指材料与宿主之间的相容性, 包括组织相容性和血液相容性. 目前认为, 对生物材料的生物相容性研究与评价应从整体、细胞和分子这3 个水平全方位进行. 本文主要将近期通过细胞、分子和整体水平相关试验进行的磁性氧化铁纳米颗粒生物相容性评价工作的进展及其研究中存在的问题作一综述.     

金属玻璃

有那么一种材料,结构很象玻璃,而成分主要是金属,这就是所谓非晶态合金,又名“金属玻璃”。初看上去,这种玻璃与大家熟知的硅酸盐玻璃没有什么相似之处,例如,它们中的大多数不是脆性的,且不为可见光所透射。可是,就其微观结构而言,它们明     

BaTiO_3铁电玻璃陶瓷的制备及其结构研究

电子元器件小型化和集成化的发展趋势日益增加了对独石、厚膜等薄层电容器的需求.单层介质厚度已降至20μm以下.为制备高质量的薄层电容器,采用在亚微米级尺度上均匀的原料势在必行.为了改善铁电材料的介电性能和烧结特性,掺入适当玻璃相或其它添加剂常常是必需的.特别是在厚膜工艺中,作为粘结剂的大量玻璃相更是必不可少.通常铁电相和玻璃相的混合是通过机械球磨方式实现的.铁电微粉的团聚特征和机械混合方式本身都限制了均匀性的进一步提高.     

生物镁锌合金体内对心肝肾脾的生物相容性

骨内固定的可降解材料尚未涉及金属基材料, 机械性能差, 难以在骨承载部位发挥作用. 研制出全营养素组成的镁锌合金, 将其制成棒状物植入新西兰兔股骨髓腔, 旨在探讨该金属合金在体内是否能降解, 降解产物对骨、心、肝、肾和脾的功能影响. 将镁锌合金植入新西兰兔股骨远端髓腔, 与对侧仅建立骨隧道的股骨侧比较. 通过 X 光片、扫描电子显微镜和元素能谱分析镁锌合金降解机制; 测定外周血镁、肝肾功能和心肌酶谱含量, 将心、肝、肾和脾制成病理切片, 在组织学上分析材料对动物重要脏器及功能的影响. 结果表明镁锌合金在股骨髓腔内能降解, 术后14周约降解87%; 镁锌合金降解后血镁、肝肾功能和心肌酶谱与术前相比无统计学差异, 心、肝、肾和脾在组织学上的细胞结构无改变. 揭示镁锌合金在骨组织内能降解, 其降解产物对心、肝、肾和脾具有良好的生物相容性, 继续深入研究镁锌合金在体内体外的降解机制将给骨组织材料的选择提供新思路.     

ZnS-SiO2纳米复合材料的结构和性能

随着微电子学和光电子学的发展,信息处理要求存储材料具有极高的存储密度和极快的响应速度.近来理论研究表明,当半导体晶粒的尺寸小于10nm时,材料的三阶非线性极化率和快速响应速度都将提高.因而纳米复合材料可望成为一种优越的存储材料,并引起人们的广泛关注.1983年,Jain等在Cd(SSe)掺杂玻璃中观测到了较大的三阶非线性光学系数.1989年,Nogami等通过Sol-gel工艺制备了半导体掺杂的凝胶玻璃.我们也采用类似的工艺制备了CdS掺杂的凝胶玻璃,并观察了量子尺寸效应和非线性光学效应.但对这种纳米粒子掺杂形成的复合材料的结构,还缺乏了解.本文通过溶胶凝胶工艺,制备了ZnS分散在SiO_2玻璃中的纳米复合材料.采用XRD,TEM,RDF,Raman光谱对其结构进行了表征.并通过吸收光谱观察到了蓝移现象.利用简并四波混频(DFWM)方法测量了其三阶非线性光学系数.最后讨论了结构对性能的影响.     

La1-xTexMnO3(x=0.04,0.1)的庞磁电阻效应及自旋玻璃态特性

制备出用氧族非金属元素Te替换部分镧所生成的锰氧化物新材料:La1-xTexMnO3(x=0.04,0.1).研究表明该材料具有空间群R-3C结构,Te为正四价态.电阻率-温度关系给出其存在金属-半导体转变特性,具有庞磁电阻效应(CMR),x=0.1成分的磁电阻变化率在4 T作用下为51％.此外,还观察到该材料在低温下的自旋玻璃态行为.     

新型聚类肽生物高分子材料及其在生物医用领域的应用

聚类肽高分子是一种具有良好生物相容性的新型生物高分子材料.聚类肽高分子具有与聚肽高分子相似的主链结构,其取代基位于主链氮原子上,其主链上不含有手性中心和–NH···O=C–氢键相互作用.因此,聚类肽高分子具有较为柔顺的主链结构、良好的溶解性,以及优异的蛋白酶稳定性.此外,聚类肽高分子的性能主要由侧链结构和性质决定,通过对聚类肽高分子侧链结构的合理设计,可以有效调控其性能.聚类肽高分子具有类似蛋白质的主链结构,从而使其具有优良的生物相容性以及潜在的生物活性.本文首先对聚类肽高分子这类新型高分子材料进行了介绍,进一步对聚类肽高分子常用的合成方法、刺激响应性聚类肽高分子材料、分子自组装构筑新型微纳结构进行了概述,最后对聚类肽高分子在抗菌、防污涂层、基因转染、药物传递、以及诊疗学等生物医用领域的相关应用及其未来的发展进行了详细的总结阐述.     

用高科技玻璃装点家居

玻璃不单单是一种材料,还是一种具有科技含量的艺术品原料,它和陶瓷一样极具表现力.现在,越来越多的艺术玻璃借助高科技的东风兴盛起来,让我们的家居生活变得更加缤纷多彩.随着玻璃技术与工艺的不断推陈出新,艺术玻璃作为玻璃家族中的佼佼者,以其清凉的材质、通透的空间感觉和百变的外表,征服了众多的家装设计师,同时也赢得了广大消费者的青睐.     

纳米羟基磷灰石/胶原/磷酸丝氨酸仿生复合骨组织工程支架材料的制备及表征

制备仿生型骨组织工程支架复合材料, 观察并分析支架的结构特征、矿化性能、细胞相容性及体内骨修复性能. 将纳米羟基磷灰石粉体、胶原蛋白溶液和磷酸丝氨酸按比例混合, 搅拌均匀, 再进行交联处理, 最后冷冻干燥得到支架材料. 所制备的复合支架材料具有三维多孔的微观结构; 在模拟体液中的矿化产物其形态受复合材料中有机成分的调控; 该复合支架具有良好的生物相容性, MC3T3-E1细胞在支架上黏附、拓展并可与材料相互作用; 植入骨缺损12周后能够促进新骨形成. 纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-磷酸丝氨酸(nHA-COL-PS)支架材料是性能良好的组织工程支架材料, 可用于骨缺损的修复.     

导电高分子生物材料在组织工程中的应用

导电高分子材料在具有良好生物相容性的同时,其优异的导电性还可以通过电刺激促进聚合物-组织界面处的细胞黏附、增殖和分化,从而促进组织生长,所以导电聚合物材料在组织工程领域受到了越来越多的重视.单组分导电高分子,如聚苯胺(PANi)、聚吡咯(PPy)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)及其衍生物,具有良好的生物相容性和优异的导电性,但其较脆且不易加工,限制了其在组织工程领域中的应用.因此,研究开发了基于上述导电高分子和生物相容性可降解聚合物的复合导电聚合物材料,其在具有良好生物相容性和导电性的同时,还具有优异的加工性.本文将总结在组织工程中应用的多种复合导电聚合物材料,包括导电聚合物薄膜、导电纳米纤维、导电水凝胶和导电复合3D支架.此外,组织工程领域的研究表明复合导电高分子材料主要可应用于骨组织工程、肌肉组织工程、神经组织工程、心脏组织工程和皮肤伤口愈合等方面,我们也将对以上方面的应用进行详细论述.     

中国五台绿岩带2.52 Ga枕状熔岩中候选生物改造结构的生物成因性和同生性评估

栖居于海底熔岩基底中的微生物能够侵蚀火山玻璃, 形成微米级的孔洞和钻穴. 这些生物改造的遗迹被矿化后, 即使保存它们的火山玻璃经历了变形和改造成为变质矿物后, 矿化的结构也能够保存下来. 这些生物改造结构的化石记录所赋存的岩性远远超出了原位洋壳火山玻璃的范围. 它们可见于蛇绿岩和前寒武纪绿岩带的变火山玻璃中. 本文报道了中国五台山25.2亿年拉斑质枕状熔岩薄片中发现的丝状体型生物显微结构. 而且, 五台绿岩中发现的微结构在大小、形态和分布上都可以与其他产在太古宙绿片岩相枕状熔岩中的生物蚀变结构相对比. 榍石LA-MC-ICP-MS U-Pb原位定年分析给出的年龄是(1.81±0.12) Ga (2σ, n=22, ²⁰⁶Pb/²³⁸U 加权平均). 该年龄提供了这些生物蚀变结构矿化的最小年龄, 并与区域变质事件年龄相当. 这个年龄也代表这些生物蚀变时间的最小年龄估计, 从而支持晚太古宙海底生物圈的存在.