熟料粒度对骨粉/磷酸钙生物骨水泥结构与性能的影响

采用新方法首次将动物骨中的鱼骨引入到磷酸三钙和磷酸氢钙等原料体系中通过高温烧结制备磷酸钙基生物骨水泥(CPC),以柠檬酸和柠檬酸钠的缓冲液为固化液、按一定的液固比制备固化试样,通过扫描电子显微分析(SEM)和力学性能测试等方法,研究了熟料粒度对其固化试样结构与抗压强度的影响,结果表明:制备过程中骨水泥粉来的粒度对其固化试样的微观结构及其抗压强度有着较为显著的影响,通过调整骨水泥粉末的粒度可达到优化其固化试样的微观结构和改善其力学性能的目的.     

复合明胶的透磷灰石骨水泥性质研究

采用生物相容性良好的可降解明胶材料与β-磷酸三钙(-βTCP)、磷酸二氢钙(MCPM)进行复合,制备出明胶/透磷灰石(DCPD)复合型骨水泥材料.扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),XRD法对骨水泥微观结构进行表征,研究了明胶/DCPD骨水泥固化时间、抗压强度的影响.结果表明:不同质量分数的明胶对骨水泥固化时间的影响不大;明胶显著提高了DCPD骨水泥的机械特性,复合7.5wt%明胶的骨水泥有较好的调和性,而且抗压强度较大;水泥成型后未养护比养护后的抗压强度大.     

CPP/α-TCP骨水泥复合材料研究

自固化磷酸钙骨水泥(CPC)作为一种新型人工骨替代材料，以其良好的生物相容性、骨传导性和可任意塑形，可广泛用于临床骨缺损修复．但其强度低、脆性大，不能用于负重部位，使其应用受到限制．本文利用纤维增强机理，用CPP／α-TCP骨水泥为基体材料，具有良好生物相容性的聚磷酸钙纤维(CPP)为增强材料制备出了CPP／α-TCP骨水泥复合材料．实验结果表明，CPP纤维在一定程度上可对骨水泥起到增强作用．SEM显示两者结合程度适中，在Ringer溶液中浸泡两个月后，纤维未发生明显降解作用，仍具有一定的增韧效果．     

玻璃基骨水泥生物活性的研究

以CaO SiO2 P2 O5系统生物玻璃和磷酸铵调和液混合制得玻璃基生物骨水泥 (GBC) ,利用X 衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM )和红外光谱 (FTIR)对产物的晶相、化学组成和显微结构进行了分析 .结果表明 ,随着浸泡时间的增加 ,玻璃基骨水泥 (GBC)中的玻璃相逐步向类骨状羟基磷灰石 (HAP)微晶转化 ,所生成的HAP晶体端面尺寸分布在 30～ 5 0nm之间 ,这表明GBC中所生成的HAP晶体与人体骨中生物HAP很相似 ,会具有良好的生物活性 .FTIR的结果表明 ,CO2 -3 会部分地进入到HAP的晶格结构中 ,形成碳酸羟基磷灰石 .GBC中所生成的HAP晶体在形貌、结构和组成等多方面均与人体骨类似 ,有利于作为生物医用材料的应用 .     

无水硫酸钙对α-磷酸三钙骨水泥的结构与性能的影响

将无水硫酸钙(CSA)引入磷酸钙骨水泥(CPC)中,结合热分析(TG-DSC)、扫描电子显微分析(SEM)和力学性能测试等方法,通过对比试验研究了CSA对α-磷酸三钙(α-TCP)体系骨水泥结构与性能的影响.结果表明:CSA的加入对α-TCP骨水泥的结构与性能有一定的影响,是一种可提高骨水泥的抗压强度,调控固化时间的有效添加成分.     

β-磷酸三钙对玻璃基骨水泥显微结构的影响

以CaHPO4.2H2O和CaCO3为原料,采用固相反应法制备β-磷酸三钙(TCP),并将其掺加到玻璃基生物骨水泥中制成复合骨水泥,浸泡在人体模拟体液(SBF)中,研究其显微结构的变化.结果表明,通过湿式粉碎和固相反应法可以制得晶体发育良好、纯度高的-βTCP粉末;复合骨水泥试样中的-βTCP在SBF溶液的浸泡下会逐步降解,从而制得具有较高孔隙率的骨水泥.     

钛框架/CPC/BMP复合人工骨的钙磷碳变化规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)/骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出一种钛框架/CPC/BMP复合结构的植入体,参考犬桡骨半月形断面及尺寸,利用计算机辅助设计与加工方法完成了相似形状的钛框架设计与制造,并将糊状CPC填充晾干后植入犬桡骨部位.通过动物实验,分析研究了钙磷碳的变化规律,得出了植入体钙磷碳变化模型.研究表明:植入体内的碳含量按二次抛物线增长,钙和磷的含量按线性规律递减,钙磷比则保持稳定;钛框架上有孔处的钙磷碳变化效率明显高于无孔处的变化效率.研究结果不仅为设计钛框架的形状提供了依据,而且证实了这种植入体的钛框架在不明显影响降解速度的条件下具有较好的支撑作用,因此扩大了CPC的临床应用范围.     

仿生人工骨修复材料研究

骨缺损修复材料是临床需求量最大的生物医用材料之一.自体骨和异体骨移植的局限性使得研发优异的人工骨修复材料意义重大.通过模仿天然骨本身的成分、结构特性及生物矿化过程,对材料的组成、结构进行设计与调控,可以获得新型仿生人工骨修复材料,这已成为生物材料发展的主要趋势之一.文中概述了仿生人工骨修复材料的研究进展,重点介绍本课题组的相关研究,即类骨微纳米磷酸钙矿物的仿生合成、生物医用高分子仿生纳米纤维支架的制备和具有多级孔结构的自固化磷酸钙基骨修复材料的构建.     

聚磷酸钙纤维分布形态对磷酸盐骨水泥力学性能的影响

制备CPP/(α-TCP/n-HAP)骨水泥复合材料,观察并分析乱向及准单向分布的CPP纤维长度和含量对骨水泥凝固时间及力学性能的影响.结果显示:长度为3mm、质量分数为10%的CPP纤维准单向分布时骨水泥试样抗压强度和抗弯强度分别比CPP纤维乱向分布时提高18.7%和34.5%;扫描电镜显示,CPP在CPC骨水泥基体中分布均匀,结合性能好.准单向分布的CPP纤维对CPC骨水泥有更好的增强、增韧效果.     

自固化载硒纳米微球/磷酸钙复合骨修复材料的制备及性能

研究制备具有促修复、抗肿瘤的可注射缓释硒纳米微球复合磷酸钙骨水泥材料.采用乳化交联法制备Na_2SeO_3/CS缓释硒纳米微球,将微球与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备Na_2SeO_3/CS/CPC骨修复系统,对该系统的固化时间、力学强度、缓释硒及降解性能、形貌、晶相构成进行测定和表征分析,并对其体外细胞活性进行研究.结果表明:相对于纯的CPC,当掺入Na_2SeO_3/CS纳米微球的量为4%时,复合CPC的注射性良好,固化时间5.75～11.5 min,固化强度提高,微观结构显示CPC均匀地包裹在壳聚糖微球表面并形成了针片状HA晶体,微球的添加对复合CPC材料的晶相组分无显著影响,缓释硒效应良好,有效缓释达22 d,降解性优于纯CPC,形成了蜂窝状完善的网状三维立体多孔结构,利于组织细胞和血管及神经的黏附长入.体外细胞实验表明,复合CPC对人乳腺癌细胞MCF-7及MG-63人骨肉瘤细胞增生的抑制作用显著,且对两株细胞增生的抑制性差异不显著.本研究为非承骨微创、缺陷修复及骨肿瘤的术后恢复、防止复发和转移的预防和治疗提供一种新思路,同时为拓展功能元素硒的合理应用奠定实验基础.     

碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥研究

以质量分数70%的硅酸三钙(Ca3SiO5,C3S)和30%磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O,DCPD)复合得到的DCP30粉体材料为固相,以不同浓度碳酸钠溶液为液相,得到碳酸钠改性骨水泥材料。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能材料试验机等手段对不同浓度改性材料进行表征。结果显示:添加碳酸钠液相,骨水泥初、终凝时间分别缩短至16和55min;调控碳酸钠液相浓度,可以实现短期抗压强度优化;使用碳酸钠后,固化自发生成羟基磷灰石(HA)。浸泡模拟体液(SBF)7天,材料表面覆盖HA沉积层,生物活性优越。碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥体系的水化性能、短期力学性能以及生物活性均优于Ca3SiO5水泥和未改性硅-磷酸钙复合骨水泥,是一种良好的生物活性骨修复材料。     

应用于肿瘤磁感应热疗技术的磷酸钙磁性骨水泥介质的研究

 磁性骨水泥是一种能兼顾骨修复和肿瘤热疗的新型磁感应热疗介质.为了获得性能优良的磁性骨水泥,本研究选择7 种微米级金属介质,分别对其形貌、升温能力、磁学性能进行筛选,筛选出性能优良的磁性介质.优选出的磁性介质与磷酸钙骨水泥按照不同比例混合,制备出不同配比的磁性骨水泥.通过测试凝固时间、抗压强度、体外升温等指标,进一步确定了磁性骨水泥的最优配比,为其应用提供了实验依据.     

一种自修复固化土的抗拉强度试验

固化土在道路工程上运用广泛,其抗压强度高但抗拉强度低,且易产生干缩裂缝导致强度降低.介绍一种具有强度自修复功能的固化剂,并对其开展抗拉(劈裂)强度试验研究.通过室内试验及电镜扫描试验发现,相较于传统的水泥固化土,添加自修复固化剂后,劈裂强度和水稳定性显著提升.养护3d和7d后破坏,水泥土和自修复固化土均具备一定的劈裂强度自修复能力,养护14 d后破坏,自修复效果大部分来源于自修复固化剂,且自修复强度随自修复固化剂掺量的增加而增加.水泥水化反应生成水化硅酸钙胶体(C-S-H),自修复固化剂中的水性聚合物经固化形成均匀的分子网络结构,两者相互搭接,形成了强度更高、孔隙率更小的交互空间结构.     

不同浓度掺镁透钙磷石骨水泥修复骨质疏松家兔骨缺损及BMP-2表达的研究

健康家兔36只,进行骨质疏松造模后随机分为空白对照组、透钙磷石组(DCPD组)、掺镁6.67%组、掺镁26.67%透钙磷石组,在家兔双侧前腿桡骨中段制作骨缺损,术后每组动物分别于4、8、12周各处死3只,观察组织切片中BMP-2表达情况与X线片显示骨缺损修复状况。免疫组化结果显示同组不同时期比较,4周时BMP-2表达最高,8周时较4周时减弱,12周时阳性表达最弱。同一时期组间比较掺镁6.67%组阳性表达最强。在骨质疏松家兔桡骨骨缺损修复中,掺镁6.67%透钙磷石组成骨效果较其他组显著,同时期组间比较BMP-2阳性表达最强。     

应用新西兰白兔验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用

摘要: 目的通过观察新西兰白兔股骨内植入材料的降解及血液指标的变化验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用。方法根据植入物不同分为实验组( 植入可降解网状微孔球囊及钙盐骨水泥) 和对照组( 植入钙盐骨水泥) ,对术前、术后1,3,6个月的血液指标进行组间及组内比较,并通过影像学及病理学对植入物降解和骨组织生长匹配情况进行对比分析。结果实验组和对照组血液指标无明显改变; 在体内无明显免疫反应; 骨组织均可伸入到骨水泥间隙内,取代降解的骨水泥,形成规则的骨小梁结构; 实验组骨小梁较对照组粗大致密、分布规则。结论通过新西兰白兔验证了可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥对活体无明显免疫反应,并利于骨折的修复愈合。     

矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

研究矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响,当质量分数掺量为10%时,阿利特-硫铝酸钡钙水泥3d、28d的强度分别达到44.5MPa和77.6MPa.采用XRD、SEM等方法研究阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化产物的组成、结构和形貌,并对该水泥的水化机理进行探讨.结果表明:当矿渣掺量质量分数为10%时,促进了该水泥的水化,有利于水泥强度的提高.     

具有钛框架增强结构人工骨的降解规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)复合骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出了一种钛框架-CPC-BMP复合结构的人工骨,并通过长达半年的动物实验及后续分析研究其降解规律,得出了这种植入体降解的动力学模型.研究表明,CPC在植入动物体内后,其孔隙率按对数规律递增,靠近植入体表面的孔隙率明显低于其内部的孔隙率,植入体与骨接壤的端部界面因大块降解而呈现出中凸状的推进曲线,钛框架上小孔处的孔隙率明显高于无孔处的孔隙率.钛框架能有效提高植入体的整体强度,同时对CPC的整体降解速度没有明显影响,因此该复合植入体在大段骨修复中具有很高的临床应用价值.这些结论也为设计钛框架的形状提供了实验依据.