钙-磷基生物陶瓷材料的研究

本项研究提供了制取生物活性钙-磷基生物陶瓷材料的重要方法。对比人体骨分析了这种材料的相结构。检测了这种材料的力学性能,研究和讨论了成份和成材工艺条件对材料相结构、微观组织及抗弯,抗压强度等诸因素的作用。并对该材料进行了部分实验和动物实验,以考核该材料的生物学特性。     

用纳米技术诊断与治疗恶性肿瘤的进展

利用纳米技术进行恶性肿瘤早期诊断和治疗是目前国际生物技术领域中最前沿的研究课题,迄今实验室细胞模型(in vitro)研究和临床前动物模型(in vivo)研究已取得了重大进展.纳米生物技术将成为继放疗、化疗和手术治疗后治疗基因疾病的更有效的方法.纳米生物技术涵盖纳米材料科学,构成纳米药物载体平台的纳米材料与药物或基因结合的组装技术以及随后与靶向物质结合的组装技术.目前,实现了纳米生物传感器在肿瘤细胞上的表达,纳米基因药物能够抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞凋亡,但在临床治疗之前为了确保安全、有效,首先应该研制出针对癌细胞表面配位子特意性更强的靶向物质,以减少对正常组织的损害;此外,还需提高纳米材料药物的装载量和稳定性,并研制出适宜的纳米材料以及相应的制备技术.     

壳聚糖-5-氟尿嘧啶微球的制备

为了制备靶向型药物载体系统,采用超声乳化技术,以5-氟尿嘧啶(5-Fu)为模型药物,液体石蜡为有机分散介质,Span 80为乳化剂,戊二醛为交联剂,对壳聚糖(CS)进行乳化交联,制备了壳聚糖-5-氟尿嘧啶(CS-5-Fu)微球.对超声频率为40 kHz时的制备条件进行了优化,优化条件为:戊二醛用量2 mL,CS浓度1.0%,5-Fu浓度1.0%.采用红外光谱和扫描电子显微镜等对该条件下所得产物的结构和形貌进行了表征,采用紫外-可见光谱对其药物释放性能进行了研究.研究结果表明,CS-5-Fu微球外形为比较规整的球形,粒径在1~4μm之间,分布均匀,包封率为46.7%.在pH=7.2的磷酸盐缓冲溶液中,CS-5-Fu微球在30 h内的累积释药率为60.4%,具有明显的缓释作用.     

聚丙交脂-乙交酯纤维的温压成形

通过溶液沉析纺丝法制备聚丙交酯-乙交酯(PLGA)纤维,观察纤维的形貌并对其进行XRD和SEM表征.采用纤维温压成形法控制压力和温度得到条形的PLGA材料结合试样断口分析,研究成型压力与温度对PLGA材料的力学性能的影响.研究结果表明:非晶多孔结构的PLGA纤维可通过溶液沉析纺丝的方法获得,其孔径为0.1～ 1.0 μm;压制压力和压制温度对材料的力学性能影响较大,材料的抗弯强度、剪切强度和抗弯模量均随着温度和压力的增大而先增大后降低;在压制压力为105 MPa,压制温度为160 ℃时,试样的力学性能比较理想,此时,其抗弯强度可达到187.3 MPa,剪切强度达到100.1 MPa,抗弯模量达到2.5 GPa,可望作为非承重部位骨折愈合内固定材料.     

分散介质和温度对SiO2分散体系流变性能的影响

用应力控制流变仪考察了不同分散介质乙二醇（EG）、丙二醇（PG）、丁二醇（BG）以及温度对SiO2分散体系流变性能的影响.实验结果表明：以不同分散介质制得的分散体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象,且在所研究的应力范围内,体系中耗能模量C＂都大于储能模量G＇,体系主要表现为粘性;在剪切变稀区,G＇明显减小,其中EG体系的G＇减小最明显,PG体系次之,BG体系G＇减小最少,而G＂基本保持不变;在剪切增稠区,G＇和G＂都随着应力的增大而增大.用＂粒子簇＂生成机理能较好地解释这种流变现象,即：剪切变稀与体系中连续空间网络结构的破坏有关,而剪切增稠则是流体作用力促使不稳定的＂粒子簇＂的生成所致;分散介质粘度大的体系,对应的临界剪切应力σc反而小,在频率扫描中,临界频率ωc也具有相同的变化规律;改变温度并不会改变体系的σc和流变曲线的变化趋势,但曲线会上下平移.     

骨粉/PLLA新型内固定复合材料的制备

用骨粉和聚-L-乳酸复合制得骨粉／PLLA内固定复合材料,研究骨粉加入量对复合材料的力学性能的影响,对骨粉进行粒度分析和红外光谱分析,对制得的复合材料进行XRD和SEM表征。研究结果表明：所用骨粉为超微米级颗粒,可为其与聚-L-乳酸基体材料提供很大的接触面积,增加复合材料的力学性能;脱脂脱蛋白皮质骨粉主要含有羟基磷灰石,大量的蛋白质等有机化合物均被除去;由于骨粉的加入使复合材料的结晶度和抗弯强度有所降低,而弹性模量有所升高,不同含量骨粉的复合材料的抗弯断口形貌也发生了变化;所得骨粉／PLLA复合材料具有良好的生物活性,是骨科内固定器件中的理想可降解生物材料。     

高分子量聚L-乳酸(PLLA)的合成研究

以L-乳酸为原料,采用丙交酯开环聚合法合成聚L-乳酸(PLLA).通过对单体纯度、催化剂用量、聚合温度、聚合时间等影响因素的考察,得出了合成粘均分子量可达到50万的PLLA的最佳条件.由于开环聚合制备PLLA反应的重现性较差,实验中对催化剂的用量及其在反应器中的分布均匀性、聚合的真空度以及聚合温度等影响反应重现性的因素进行了考察.最终得出聚合温度是影响反应重现性的重要因素.图6,表1,参11.     

泡沫浸渍法制备小梁金属及性能

采用有机泡沫浸渍法,选用预处理过的聚氨酯泡沫为模板制备具有较高强度和与人体弹性模量相匹配的小梁金属(多孔钽生物材料).通过流体静力学法、SEM、EDS等方法研究表征多孔钽材料的密度、微观结构、孔隙形貌、杂质含量等.研究结果表明:材料密度为6.06～7.02g/cm3,孔隙率为57.7％～63.5％,孔径为313～622um,制备的多孔钽具有与人体骨相似的三维、连通开孔隙形貌,材料基体上无杂质残留.力学性能结果表明:抗压强度为50～73MPa,弹性模量为1.73～2.72GPa,与人体松质骨相似.     

新型活性生物陶瓷——氟磷灰石

本文作者首次提出了采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术制备高纯医用氟磷灰石(FAP)粉末,研究了采用粉末冶金技术制取的FAP陶瓷的物理和力学性能,通过X射线衍射分析(XRD)、差热分析(TG/DTA)和扫描电镜(SEM)等分析手段,得出如下重要结论:FAP相结构稳定,在0～1350℃温度范围内无任何相变,使其适合于通过高温烧结制备活性生物陶瓷,在1175℃下烧结90min,可以制得最佳性能的FAP陶瓷材料,其抗弯强度为81MPa,抗压强度为372MPa。     

聚合物包覆纳米Fe的液相法制备与磁性能

采用NaBH4液相化学还原工艺,在PVP-VAc嵌段共聚物在溶剂中形成的微反应器中制备表面包覆有嵌段共聚物的金属铁纳米颗粒.通过XRD,TEM以及紫外和红外光谱等手段对表面包覆的纳米铁粉的结构和形貌进行分析,并用振动样品磁强计分析其磁性能.研究结果表明:所制备的纳米铁粉为体型立方晶,样品为球形,且分散良好;颗粒粒度为12～35 nm,颗粒平均粒度为21 nm;纳米铁粉的矫顽力为15.2 kA/m,饱和磁化强度为18.6A·m2/kg;纳米铁颗粒表面包覆了PVP-VAc嵌段共聚物.