羟基磷灰石生物陶瓷材料的现状及展望

羟基磷灰石具有生物相容性和生物活性,是较好的生物陶瓷材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术,现已形成多种制备羟基磷灰石粉末、块体材料及多孔材料的方法。但是,由于材料本身力学性能较差制约了羟基磷灰石的进一步应用,因此提高及制备综合性能优越的生物陶瓷复合材料是当今研究的重心和热点。     

注浆成型法制备多孔羟基磷灰石生物陶瓷

通过一系列实验,研究了注浆成型法制备多孔羟基磷灰石生物陶瓷和添加高温粘结剂对陶瓷的力学性能影响.对制品进行抗压强度和气孔率的测试观察.结果表明:羟基磷灰石在高温下烧结出现微观结构的变化,并伴有体积收缩.高温粘结剂对羟基磷灰石烧结体的力学性能有影响.     

钛合金经皮植入式假肢骨内固定植入体表面经生物陶瓷改性后与骨整合的研究

通过对钛合金经皮植入式假肢的的骨内固定植入体表面进行生物陶瓷改性,以研究经改性过的植入体与其宿主骨整合的能力.采用羟基磷灰石喷涂和微弧氧化两种生物陶瓷改性工艺,对骨内固定植入体进行改性处理,将改性过的植入体植入山羊后腿胫骨,术后8周取标本行组织学观察,见两种生物陶瓷改性的植入体均可与宿主骨形成严密整合.计算宿主骨组织与植入体整合率,发现经生物陶瓷表面改性的植入体与宿主骨组织整合率显著高于未经生物改性的对照组植入体(p＜0.01),而羟基磷灰石喷涂组和微弧氧化组与宿主骨整合率的差别无统计学意义(p＞0.05),说明羟基磷灰石和微弧氧化两种陶瓷层都具有很强的诱导骨生成能力,经其表面改性的骨内固定植入体能与宿主骨形成紧密整合.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料的制备及在骨修复中的应用研究

为总结近几年来有关纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物的制备方法以及在骨修复研究上的应用.以纳米羟基磷灰石/聚酰胺为关键词,从各类期刊数据库中检索有关纳米羟基磷灰石/聚合物的制备方法和应用的文献,总共查阅得到文献80篇.结果显示:纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物的制备方法主要有三种,均能制备出生物相容性良好的高韧性复合物,并且纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物在骨修复技术上得到了广泛应用.论述了纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料的制备方法,以及该复合材料的生物相容性研究和在骨修复临床中的应用进展.     

二聚酸修饰羟基磷灰石的研究

摘要：研究了C36二聚酸与多孔羟基磷灰石（HAP）在不同溶剂与反应温度下制备二聚酸修饰的羟基磷灰石。用傅立叶红外光谱仪（FTIR）对其结构进行了表征,用热失重分析法（TG）计算了反应程度,用激光粒度仪、BET孔径测试仪、扫描电镜、透射电镜对其表面结构进行表征。研究结果表明：C36二聚酸与多孔羟基磷灰石按质量比1：1在78℃下乙醇中反应3.5~4小时,反应程度达到36%,成功制备了二聚酸修饰的多孔羟基磷灰石,二聚酸存在于羟基磷灰石的表面和孔结构中,导致孔隙率减少。羟基磷灰石修饰前后粒径尺寸由4.149洀减小到3.595洀,比表面积由60.618m2/g减小到27.996m2/g。     

磷酸钙生物陶瓷涂层制备及其研究进展

羟基磷灰石是哺乳动物体内硬组织的主要无机成分 ,人工合成的羟基磷灰石具有优良的生物相容性和生物活性 但是纯的羟基磷灰石脆性大 ,强度较低 钛及钛合金等医用金属材料具有较好的强度、韧性和优良的加工性能 ,但是生物相容性差 金属基体羟基磷灰石涂层材料兼备金属材料优良的力学性能和生物陶瓷材料的生物特性 ,备受材料领域和医学领域学者的关注 涂层与基体的界面结合强度及涂层材料植入后的稳定性 ,是目前研究的热点和难点 简要评述了羟基磷灰石涂层的制备技术 ,介绍了近年来的研究进展 ,对提高结合强度和植入稳定性的方法进行了归纳     

分散介质对电泳沉积生物陶瓷涂层的影响

采用湿法制备羟基磷灰石,并将其应用于不同分散介质进行电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)对涂层的形貌和化学组成进行分析.实验结果表明,不同的分散介质对电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的组成和形貌起着决定作用.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料的制备及骨修复中的应用研究

为总结近几年来有关纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物的制备方法以及在骨修复研究上的应用。以纳米羟基磷灰石/聚酰胺为关键词,从各类期刊数据库中检索有关纳米羟基磷灰石/聚合物的制备方法和应用的文献,总共查阅得到文献80篇。结果显示:纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物的制备方法主要有三种,均能制备出生物相容性良好的高韧性复合物,并且纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合物在骨修复技术上得到了广泛应用。论述了纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料的制备方法,以及该复合材料的生物相容性研究和在骨修复临床中的应用进展。     

磷酸钙生物陶瓷

磷酸钙生物陶瓷材料包括磷酸三钙（β－TCP）和羟基磷灰石（HA）,具有较好的生物相容性和生物活性,本文总结了磷酸钙生物陶瓷材料的制备方法和力学性能研究的最新进展,指出溶液沉淀法和溶胶凝胶法是目前优先使用的精细磷酸钙陶瓷粉末制备工艺,由于磷酸陶瓷的韧性较低,必须对它进行补强增韧,以扩大在临床中的应用范围。     

聚多巴胺对氧化处理后钛合金表面沉积羟基磷灰石的影响

利用阳极氧化法和微弧氧化法分别对医用钛合金表面进行处理,再经聚多巴胺薄膜表面修饰后,利用仿生溶液矿化法制备羟基磷灰石生物活性涂层,并研究聚多巴胺对经不同氧化处理的医用钛合金生物诱导沉积能力的影响;采用场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪对经不同氧化处理及其生物诱导沉积羟基磷灰石涂层的表面形貌、元素组成和相结构进行表征分析.结果表明：阳极氧化和微弧氧化处理后的钛合金表面分别形成了纳米管和微米孔结构;再经聚多巴胺修饰后,可以显著提高羟基磷灰石涂层的生物诱导沉积能力,而且使得羟基磷灰石的排列致密、规则.     

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。     

铅基多孔材料的反重力渗流铸造工艺与平均孔径测试

针对铅基多孔材料反重力渗流铸造新工艺,研究填料粒子预热温度、熔体温度、充型压力和填料粒子粒径等工艺参数对渗流成型过程的影响规律,获得孔径可控、结构均匀的铅基多孔阳极的制备技术.同时,针对所制备多孔材料孔径大且孔形不规则问题,提出一种适用于大孔径及孔形不规则的多孔材料平均孔径测试方法.研究结果表明:采用反重力渗流铸造法制备铅基多孔材料的关键是合理选择铸造温度、充型压力和粒子预热温度这3个工艺参数,粒径对制备工艺的影响较小;当铅液的铸造温度为430～490℃,填料粒子的预热温度为240～280℃,充型压力为0.06～0.08 MPa时制备的多孔样品渗流长度长,且孔洞均匀、缺陷少,效果最好.该方法可用于大孔径孔形不规则的多孔材料平均孔径的测量.     

多孔钛植入体表层孔隙内TGF-β1缓释明胶微球涂层的工艺优化

采用正交试验法优化载转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)缓释明胶微球多孔钛植入体制备工艺,探讨多孔钛植入体孔隙内微球涂层的载药、释药特性.采用粉末注射成形(Metal Injection Molding, MIM)技术制备多孔钛植入体,选用明胶为TGF-β1缓释载体材料,乳化冷凝聚合交联法制备明胶微球,检测微球粒径与形貌以及载TGF-β1微球的包封率、载药率,采用渗涂法制备多孔钛表层孔隙内载TGF-β1明胶微球涂层,释放试验检测涂层的释药特性.实验结果表明,MIM技术制备的多孔钛植入体的孔隙度为(62.02±1.82)%,孔径为50～300 μm,抗压缩强度为(63.23±12.81) MPa,弹性模量为(0.95±0.61) GPa.明胶微球粒径随明胶浓度的减小、搅拌速度和交联时间的增加而减小,交联剂用量对微球粒径影响无显著性差异.制备的TGF-β1明胶微球为球形,平均粒径为(21.42±3.67) μm,载药量为(0.91±0.02) μg/g,包封率为(91.41±1.82)%.TGF-β1微球涂层体外14 d,时的TGF-β1释放率为(94.2±3.4)%;粒径为(21.42±3.67) μm的明胶微球的最佳工艺参数如下:明胶浓度为10%,搅拌速度为800 r/min,交联剂用量为0.1 mL,交联时间为2 h.多孔钛植入经5%(质量分数)明胶溶液预处理后用20 g/L微球渗涂可在表层孔隙内形成均匀微球涂层,且不阻塞表层孔隙,微球涂层TGF-β1释放时间为14 d.     

炭粉作造孔剂制备工艺对多孔羟基磷灰石陶瓷性能的影响

以炭粉作造孔剂,制备了孔径在50 nm~1mm的多孔羟基磷灰石陶瓷。运用TG-DTA、SEM等测试手段对产品的微观形貌、力学性能进行了测试分析,并对烧结温度、炭粉加入量等这些影响陶瓷性能的工艺参数进行了研究。     

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.     

Preparation and evaluation of biomimetric nano-hydroxyapatite-based composite scaffolds for bone-tissue engineering

In the present study,novel biomimetic composite scaffolds with a composition similar to that of natural bone were prepared,using nano-hydroxyapatite,collagen,and phosphatidylserine.The scaffolds possess an interconnected porous structure with a porosity of 84%.The pore size ranges from several micrometers up to about 400 m.In-vitro studies in simulated body fluids showed that the morphologies of the products derived from mineralization can be regulated by the extracellular matrix components of the scaffolds;this in turn leads to creation of a large number of hydroxyapatite crystals on the scaffold surface.The regulatory properties of collagen and phosphatidylserine also influenced the cell response to the composite scaffolds.MC3T3-E1 cells attached and spread on the surfaces of the materials and interacted with the substrates;this may be the result of charged groups on the composite materials.Radiological analysis suggested that calluses and bone bridges formed in defects within 12 weeks.These composite scaffolds may therefore be a suitable replacement in bone-tissue engineering.     

In vitro bioactivity and cytocompatibility of porous scaffolds of bioactive borosilicate glasses

The bioactive borosilicate scaffolds （R2O-RO-B2O3-SiO2-P2O5） with four different contents of borate were fabricated by replication technique. The bioactivity, degradability and the cytotoxicity of the scaffolds were studied in this paper. The porosity of the scaffolds was found to be 73%-80%, and the pore size was in the range of 200-300 μm. The porous scaffolds immersed in 0.02 mol.L^-1 K2HPO4 solution were transformed into hydroxyapatite. And it is notable that the D-AIk-2B, D-AIk-3B-scaffolds were covered by hydroxyapatite layers after 7 h-immersion, which proved their high bioactivity. In the cell adhesion test, cells could be seen growing well on the scaffolds, showing stretched morphology and obvious pseudopodia, and only the high cumulative concentration of B ions released from the D-AIk-3B-scaffold samples had an inhibition effect on cell proliferation. But the inhibition effect could be alleviated by diluting the extract solution to a certain concentration （dilution ratio： 1：8）. Therefore, after suitable pretreatment, the porous borosilicate bioactive glass scaffold can be a desirable candidate for bone tissue engineering.     

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.     

发泡多孔介质对泡沫粒径的影响

通过泡沫粒径测量实验和发泡多孔介质的恒速压汞实验研究不同长度、不同孔隙结构发泡多孔介质的发泡效果,确定泡沫粒径的最小表征单元和泡沫生成稳定时需要的"扰动单元"数量。结果表明:当单幅图像中的泡沫数量高于120时,泡沫粒径的变异系数将趋于稳定,能够消除泡沫粒径的影响;采用扰动单元和扰动单位的概念能更能准确地从泡沫产生机理上评价发泡多孔介质的发泡能力,且当扰动单元数量达到100±20个时,泡沫的变异系数小于0.5,泡沫的粒径均质程度较好;泡沫平均粒径约为主流喉道直径的1.23~1.51倍,均小于平均孔隙直径,在相同的多孔介质中一旦产生能够起到较好的封堵作用。     

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.