海藻酸盐复合凝胶在骨组织工程中的研究进展

骨组织工程支架是以修复缺损的骨并恢复其功能为目的而开发出的人工支架。海藻酸盐是世界上含量最丰富的海洋生物高分子聚合物,其在骨组织工程材料中的应用已被大量研究报道。虽然海藻酸盐作为骨组织支架材料具有优异的生物相容性、良好的生物可降解性和无免疫原性等优点,但是仍存在机械强度较弱、缺乏细胞特异性结合位点、支架结构在生理环境中易被破坏等缺点,严重限制其在骨组织工程中的应用。目前,研究者已经研究出几大类海藻酸盐复合支架材料,这些材料均表现出优异的力学性能和生化性能,因此,海藻酸盐复合支架材料可能在骨组织修复和再生方面具有较高的应用价值。本文主要针对海藻酸盐复合支架材料在骨组织工程中的应用作简要概述。     

组织工程三维多孔支架制备技术的最新进展

理想的组织工程支架是由具有一定降解性能的高分子材料制成的,制备的支架除了要有一定的孔隙率和适于细胞生长的孔径外,还要有较高的机械性能和生物活性.为此介绍了用于组织工程中的可降解高分子材料,并详细阐述了最新的制备组织工程支架的方法:超临界CO2技术,计算机辅助成型技术,以及静电纺丝技术.     

图案化聚合物表面的形状记忆特性

利用纳秒激光双光束干涉的光刻方法,在光刻胶层制备具有周期性的一维光栅结构样品,并研究其形状记忆特性.结果表明:显影后的样品在环境温度为195℃及压力的作用下,光栅形貌发生改变,光栅垂直高度降低,衍射光强减弱;当样品冷却至室温时,光栅形貌可维持不变;当样品的环境温度为120℃时,光栅形貌恢复原状,实现微观形状记忆功能.     

骨组织工程支架渐变孔洞的设计

根据自然骨组织的微观结构特点,建立了一种圆柱状骨支架模型,它由圆环骨板、变截面圆杆和变截面孔洞组成.其中变截面圆杆将圆环骨板连接起来,变截面孔洞使骨板连通.通过胞元力学模型分析得出,胞元旋转角度呈0°排列较好;当圆杆和孔的直径减少和数量相应增加时,胞元的最大等效应力相应减小.     

PLGA组织工程支架的构建及降解行为研究

用本体开环聚合方式合成不同摩尔比的PLGA（n(dl-LA)n(GA)分别为85／15，75／25，65／35，55／45)共聚物。^H NMR和溶解试验结果表明，共聚物各链段呈无规分布，GA序列长度在1.3-1.8之间。通过溶液浇铸造-低热模压-粒子沥滤技术构建了高度多孔的PLGA组织工程支架，考察了它们在Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中的降解行为。结果表明：随着水解的进行，PLGA的特性粘度及构建的多孔支架的压缩强度迅速下降，共聚物中GA组分含量赵大，下降的速度越快，与之对应的多孔支架的多孔结构形态保持时间也随共聚物中GA组合分含量增加而下降，分别为8周（n(dl-LA)/n(GA)分别为85/15和75/25）、4周（n(dl-LA)/n(GA)为65/35）和2周（n(dl-LA)/n(GA)为55/45）；但质量损失速率比[η下降速度慢得多，多孔支架的降解速率慢于薄膜的降解速率。     

仿生增强制备聚乳酸基骨组织工程复合材料

依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚乳酸框架材料(为0.89 MPa).分离成骨细胞并在三维框架材料上培养,用扫描电镜进行观察,复合材料具有很好的细胞贴附性能.仿生制备的三维纳米羟基磷灰石聚乳酸复合骨框架材料,无论从结构还是性能上,都是骨组织工程中的优选材料之一.     

Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的机理分析

在相变过程中产生的热弹性马氏体所具有的晶体学可逆性和其形成过程中的自协作效应与取向效应是形状记忆合金产生形状记忆的根本原因，据此对Cu—Zn—A1形状记忆合金观测结果给出了解释．中还阐明了发生热弹性马氏体相变的驱动力来自母相与新相间的自由能差，热弹性马氏体的形状、大小可由相变时的过冷度控制．     

形状记忆合金超弹性弹簧的设计

基于Ｌｉａｎｇ的模型＾〔２〕对形状记忆合金（ＳＭＡ）弹簧在超弹性范围内的本构关系进行了数值仿真,针对ＮｉＴｉ基合金进行了ＳＭＡ超弹性螺旋弹簧的设计。     

磷酸钙与胶原双相多级仿生骨组织工程支架研究

磷酸钙与胶原是天然骨组织的重要组成成分,介绍了一种仿生设计磷酸钙与胶原双相复合的多级仿生骨组织支架.采用双氧水发泡技术精确定制磷酸钙支架孔结构,结合真空灌注胶原以及仿生矿化技术,构建磷酸钙,胶原双相多级仿生骨组织支架,材料的孔结构及化学组分可实现定制设计.通过对支架材料测试表征,结果显示,这种无机/有机/无机多级仿生支架材有良好的力学性能.材料的体外细胞实验结果证实,这种多级仿生支架材料具有良好的生物相容性.     

用于4D打印的记忆聚合物材料的研究进展

4D打印技术是结合了3D打印技术和智能材料的一种智能结构增材制造技术,形状记忆聚合物材料在4D打印领域中具有巨大的应用潜力.该文阐述了4D打印原理及常用的4D打印材料,基于4D打印材料的不同响应方式,列举相关典型期刊和专利对现有以形状记忆聚合物材料为原料的4D打印材料的技术发展动向进行论述,对4D打印聚合物材料发展面临的难点问题进行总结,并预测了该领域未来的发展方向.