镁合金基HA材料生物相容性及生物活性的研究

采用电泳沉积法制备了镁合金基羟基磷灰石表面涂层生物复合材料.利用动物体内埋植实验和SBF浸泡实验分别对复合材料生物相容性及生物活性进行研究.将SD大鼠分为对照组和植入组,植入一定的时间后,取植入物周围组织进行切片、HE染色和组织分析;将复合材料恒温浸泡于SBF溶液四周后取出,通过检测复合材料表面生长磷灰石的能力作为评价该材料的生物活性.实验结果是植入物周围出现组织增生,有结缔组织及新生血管的形成,未见明显的组织炎症反应,无多核的巨细胞、淋巴细胞和中性粒细胞等炎细胞的浸润;复合材料浸泡于SBF溶液后,复合材料表面形成一层类骨磷灰石.表明镁合金基羟基磷灰石生物复合材料无细胞毒性,不引起机体免疫反应,能诱导磷灰石的形成,具有良好的生物相容性及生物活性.     

钛基/涂层型羟基磷灰石功能梯度生物材料研究进展

钛及钛合金是常用的医用生物材料,虽具有良好的生物相容性,但缺乏骨诱导能力,而羟基磷灰石(HA)有良好的生物活性能诱导骨生长,钛基/涂层型HA功能梯度生物材料(FGM)为解决二者的结合提供了新的思路.钛基/涂层型HA FGM其设计主要分为组成成分的梯度设计与孔隙梯度变化2种,通过基体与涂层表面之间形成逐渐过渡的功能梯度,能显著提高材料的机械强度和生物骨诱导能力.概述其设计、制备及性能评价等最新研究,为临床运用提供参考.     

钛合金/HA涂层新型医用复合材料的制备及研究现状

钛合金/HA涂层材料是一种新型的生物医用复合材料,HA涂层与钛合金基体间的结合强度是影响该材料长期应用效果的重要因素;对其生物相容性的研究,是该复合材料能广泛应用于临床的关键.对此从制备技术、涂层与基体间的结合强度和材料的生物相容性三方面研究了该材料的现状.并指出对医用钛合金/HA涂层复合材料的研究,不仅应从制备工艺出发,探索出能制备涂层与基体间具有足够结合强度、符合临床应用、具有长期应用价值植入材料的制备技术,而且还应加强植入物生物相容性的基础理论研究,确切理解材料表面性能影响生物相容性的原理.通过合适的工艺参数提高钛合金/HA复合材料的生物相容性与生物活性,为该材料在临床中的广泛应用打下坚实的基础.     

羟基磷灰石／二氧化钛生物复合涂层的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在经过微弧氧化预处理的钛基体表面制备HA/TiO2生物复合涂层,观察了涂层的表面及截面微观形貌,测定涂层的表面成分和涂基结合力,并且进行了体外溶解性实验.结果表明:涂层表面涂覆均匀,无明显裂纹;涂层截面层次清晰,涂基结合力较高,可以达到40N左右;涂层在模拟体液中有较好抗体液溶解性和生物相容性,可以提高材料的植入寿命,是一种理想的生物涂层材料.     

微弧氧化生物活性TiO2基纳米结构表面磷灰石诱导能力与药物上载及释放简

钛因优异的力学性能及良好的生物相容性而被用于代骨生物材料,但其生物惰性限制了它的进一步应用。对钛表面进行微弧氧化-水热改性处理生成复合涂层,可以有效提高钛材的生物活性。本文以Ca（H2 PO4）2＋Ca（CH3 COO）2＋EDTA-2Na＋NaOH为电解液,在纯钛表面制备TiO2基含钙磷微弧氧化涂层（CP）,再经后续水热处理改性,得到具有纳米结构的复合改性涂层;通过模拟体液浸泡实验,以研究不同表面结构复合涂层的磷灰石诱导能力。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子谱和傅里叶变换红外光谱手段对试样进行详细分析。结果表明,经过水热处理的微弧氧化涂层较CP涂层表现出更好的生物活性,微弧氧化-水热涂层在模拟体液中浸泡3d均能在涂层表面长满磷灰石。此外,为解决植入体导致的炎症问题,进一步分析了涂层表面上载抗生素药物及其缓释机制。     

微弧氧化生物活性TiO_2基纳米结构表面磷灰石诱导能力与药物上载及释放

钛因优异的力学性能及良好的生物相容性而被用于代骨生物材料,但其生物惰性限制了它的进一步应用。对钛表面进行微弧氧化-水热改性处理生成复合涂层,可以有效提高钛材的生物活性。本文以Ca(H2PO4)2+Ca(CH3COO)2+EDTA-2Na+NaOH为电解液,在纯钛表面制备TiO2基含钙磷微弧氧化涂层(CP),再经后续水热处理改性,得到具有纳米结构的复合改性涂层;通过模拟体液浸泡实验,以研究不同表面结构复合涂层的磷灰石诱导能力。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子谱和傅里叶变换红外光谱手段对试样进行详细分析。结果表明,经过水热处理的微弧氧化涂层较CP涂层表现出更好的生物活性,微弧氧化-水热涂层在模拟体液中浸泡3d均能在涂层表面长满磷灰石。此外,为解决植入体导致的炎症问题,进一步分析了涂层表面上载抗生素药物及其缓释机制。     

钛酸钾在人工生理环境中的行为

为了研究不同钛酸钾的生物医学特性,利用模拟体液模拟生理环境,进行了初步分析。光学显微镜和扫描电镜观察表明,层片状低钛酸钾在去离子水中向高钛酸钾转变,而在模拟体液中则不能。选区电子衍射分析表明,在模拟体液中低钛酸钾吸收了Ca2 ,而六钛酸钾则诱导了富含Ca/P颗粒的沉积。说明六钛酸钾具有更好的生物相容性和生物活性。     

可降解多孔纯锌支架表面Mg-P生物活性涂层的制备与表征

锌合金作为新型的可降解金属材料展现出很好的应用前景,而具备三维连通孔隙结构的多孔锌支架则很有希望应用于骨组织工程.为了提高多孔纯锌支架的细胞相容性,采用化学转化法在多孔纯锌表面成功制备了Mg-P生物活性涂层,表征了涂层的形貌、厚度、成分和结合力,并研究了涂层对多孔纯锌的降解行为和生物相容性的影响.结果表明,Mg-P涂层由细小的条束状晶粒以一定的取向相互堆叠而成,厚度约为10μm,且与纯锌基体之间结合力良好.经Mg-P涂层处理后多孔纯锌的Zn~(2+)释放速率显著降低,细胞相容性得到了明显改善,具有良好的应用前景.     

羟基磷灰石涂层修饰钛表面的蛋白质吸附及其对成骨细胞黏附和分化的作用(英文)

通过等离子体喷涂的方法在纯钛表面修饰羟基磷灰石涂层,可有效促进成骨分化并加速骨再生.生物材料表面的蛋白质吸附对后续细胞行为起着至关重要的作用,然而材料表面性能-蛋白质黏附-细胞行为之间的内在关系仍有待研究和阐明.本文检测了羟基磷灰石涂层(HA-Ti)和纯钛表面(Ti)吸附蛋白质层的性质,研究了蛋白质层对两种材料表面细胞黏附状态、死活细胞数和成骨分化的影响.相比Ti表面,HA-Ti表面纤维黏连蛋白(Fn)和血清蛋白吸附量较少,成骨细胞和干细胞黏附数量少;但HA-Ti表面对人成骨细胞BMP-2的吸附量稍大,诱导成骨分化明显.这说明HA涂层表面对蛋白质吸附性能的差异会导致细胞响应的不同,进而影响其生物学功能.     

GEN@ZIF-8-TNT涂层的制备及抗菌能力的研究

钛及钛合金因其良好的生物相容性和力学性能被广泛用作骨科植入物,但其自身缺乏抗菌能力,易发生细菌感染而导致植入失败。为了提高其抗菌能力,在钛基植入物表面制备出了具有pH响应的抗菌涂层。通过阳极氧化在钛片表面制备了TiO₂纳米管（titanium dioxide nanotubes, TNT）涂层,采用水热法合成负载庆大霉素（gentamicin, GEN）的GEN@ZIF-8,并将其修饰在TNT涂层表面,制备出GEN@ZIF-8-TNT涂层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对制备的样品进行表征,并测定了接触角。体外细胞培养试验表明,GEN@ZIF-8-TNT涂层没有明显的细胞毒性,表现出良好的生物相容性。抗菌试验表明,GEN@ZIF-8-TNT涂层具有较强的抗菌能力,得益于ZIF-8降解释放出的Zn²⁺,OH^-,GEN的协同抗菌作用。     

有机硅生物材料微波等离子体表面修饰

讨论了烯丙胺单体微波等离子体连续放电对有机硅弹性体表面修饰的影响,通过改变温度和压力条件,研究其对表面修饰层化学性质、物理性质及生物相容性的影响.结果表明,温度、压力对表面修饰层胺浓度有较大的影响.随着压力增加,胺浓度减少;中等温度使胺浓度提高.根据细胞吸附、生长实验可知,烯丙胺等离子体修饰后,表面的生物相容性有很大的改善.     

增材制造医用多孔钛合金研究与应用现状

钛合金具有良好的力学性能和生物相容性,被认为是一种理想的植入体材料。但致密钛合金的弹性模量较高,在植入人体后与骨之间存在应力遮挡现象,易引发植入体松动。采用增材制造技术制备的多孔钛合金能够很好地解决这一问题。从多孔结构的设计方法与增材制造的原理入手,综述了增材制造多孔钛合金在力学性能方面的研究现状以及在生物医疗领域的研究与应用进展,并对其未来的发展趋势进行了展望,指出今后可在以下4方面对医用多孔钛合金展开深入研究：1）研发更先进的成型设备以提高多孔钛合金的成型质量与成型效率;2）对多孔结构进行仿生化设计,将高力学性能与高生物性能有机结合;3）通过对Gibson-Ashby模型进行修正,可获得更为准确的力学性能预测结果;4）开发新型钛合金材料以提高多孔钛合金的生物相容性。     

The hemocompatibility and the reabsorption function of TiO2 nanotubes biomembranes

A novel high-intensity TiO2 nanotubes array membrane was fabricated via electrochemical anodization of highly pure titanium foil and an open-ended TiO2 nanotubes array membrane was obtained by HF gas etching at the bottom of the nanotubes. Pig tubular epithelial cells (LLC-PK1) and vascular endothelial cells (ECV304) were cultivated on the open-ended TiO2 nanotubes surface through a mixing implantation method and TiO2 nanotubes biomembrane materials with physiological function were successfully produced. Hemocompatibility of glass slides, pure titanium, TiO2 nanotubes without cells and TiO2 nanotubes with culture cells were investigated by the plasma recalcification time method and reabsorption of sodium and potassium were measured by custom-designed devices. The results show that the hemocompatibility of the TiO2 nanotubes array membrane with culture cells was superior to the control group, and the biomembrane has an excellent reabsorption function. This demonstrates that a TiO2 nanotubes array membrane has excellent physiological function and is an ideal candidate material for biological dialysis.     

多孔Ti-45Nb合金的微观组织与力学性能研究

新型多孔Ti-Nb合金因为具有良好的生物相容性,在硬组织植入材料领域中受到关注。本文利用纯Ti和Nb粉采用粉末烧结法制备多孔Ti-45Nb合金。通过造孔剂NH4HCO3调控多孔钛合金的孔隙度、孔隙尺寸、孔隙形貌、弹性模量和抗压强度。研究结果表明:随着造孔剂含量的增加,多孔Ti-45Nb合金的孔隙度和孔隙尺寸增大,孔隙连通性增加;弹性模量和抗压强度减小。多孔Ti-45Nb合金的孔隙特性和力学性能满足硬组织植入材料的基本要求。     

纳秒激光制备钛表面纹理结构及其润湿性研究

激光加工技术可在材料表面形成多种纹理结构,为了研究激光加工所得不同纹理结构对材料润湿性的影响,通过纳秒激光加工技术在金属钛表面分别加工直线、网格和点阵的表面纹理结构。采用扫描电子显微镜、接触角测量仪、粗糙度分析仪和X射线光电子能谱分别对激光加工后的钛表面进行表面形貌、接触角、粗糙度与化学成分的表征与分析。结果表明:初经激光纹理加工后试样表面的粗糙度较激光加工前均显著提高,但此时3种纹理结构试样表面接触角均小于90°;随着时间的推移,被加工材料表面化学成分的改变带来了材料表面自由能的变化,进而使被加工表面接触角总体呈现上升趋势;待试样表面化学成分稳定后接触角也基本保持不变,并且对于每种纹理结构而言,其接触角随粗糙度的增加而升高。直线、网格和点阵纹理结构试样表面接触角最终可达157.2°,153.1°和134.6°,从而实现了钛表面润湿性由亲水性向疏水性的转变。     

牛血清白蛋白改性壳聚糖纤维及其细胞亲和性研究

采用牛血清白蛋白对壳聚糖纤维进行化学改性，通过扫描电镜和含水量测定对改性的牛血清白蛋白-壳聚糖纤维进行表征．并对改性材料进行细胞相容性和细胞亲和性测定与评价．结果表明：牛血清白蛋白-壳聚糖纤维表面有明显附着物，纤维略微变粗；含水量增加到93．49％(质量分数)；细胞在改性克聚糖纤维上的形态无异常，粘附、生长、增殖情况良好；细胞毒性试验结果呈阴性．该改性壳聚糖纤维具有良好的生物学特性，能够应用于器官组织工程及生物医药领域．     

Interaction of Protein and Cell with Different Chitosan Membranes

Ｃｈｉｔｉｎ ,ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ β(1→4 ) 2 ａｃｅｔａｍｉｄｏ 2 ｄｅｏｘｙ Ｄ ｇｌｕｃｏｐｙｒａｎｏｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｕｎｉｔｓ ,ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔａｂｕｎｄａｎｔｆｏｒｍｓｏｆｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｆｏｕｎｄｉｎｎａｔｕｒｅ[1] .Ｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｈａｖｅｅｎａｂｌｅｄｔｈｅｕｓｅｏｆｃｈｉｔｉｎａｎｄｃｈｉｔｏｓａｎｉｎｖａｓｔｌｙｄｉｖｅｒｓｅｆｉｅｌｄｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｉ…