费曼学习理念应用于高分子材料课程的教学改革探索

以一流本科课程建设为契机,以培养学生的自主学习能力,提高高分子材料课程的教学效果为当前教学改革的重要任务。该文结合高分子材料课程的内容特点,运用费曼学习理念,借助思维导图软件,对高分子材料进行教学改革。设计“阐述学习目标→引入关键主题→分阶段学习→学生解释与表达→思维导图和知识结构梳理→实践项目和案例研究→反馈和评估”的教学模式,提升学生自主学习能力和课程教学效果,不断夯实一流本科课程的建设基础。

聚乙二醇对合成无定形磷酸钙的影响

采用聚乙二醇(PEG)先与钙反应后,再与磷源溶液反应,在低温环境中制得无定形磷酸钙.借助XRD分析讨论了PEG∶CaCl2配比及PEG分子量与形成无定形磷酸钙之间的关系,实验结果表明,PEG∶CaCl2配比为1∶1和PEG分子量为10000是形成稳定无定形磷酸钙的最佳条件.其PEG稳定无定形磷酸钙的作用可理解为:在合成过程中PEG易存在于无定形磷酸钙Ca9(PO4)6团簇之间和吸附在无定形磷酸钙颗粒周围,有效地阻止了无定形磷酸钙向晶态的转变.

无定形磷酸钙及其在生物医学中的应用

无定形磷酸钙由于具有良好的生物活性、细胞黏附性、可控的生物降解速率和优异的骨传导性能,在生物医学领域有着广阔的应用.本文从化学组成、结构、形貌、溶液中的相转变、热处理相转变以及生物医学应用等方面综述了无定形磷酸钙的最新研究进展.

生物医用钙磷酸盐微晶玻璃

钙磷酸盐微晶玻璃因其具有生物活性、生物相容性 ,而广泛应用于牙科、骨科的替代及骨组织工程等领域。本文就钙磷酸盐微晶玻璃材料的制备工艺、组成性能、invitro vivo实验及医学应用作了较详细的评述。

热处理对磷酸钙微晶玻璃中β-Ca_2P_2O_7晶相含量的影响

在不同条件下对摩尔组分为 3Na2 O 12TiO2 5 7CaO 2 8P2 O5玻璃进行热处理 ,研究其热处理条件与微晶玻璃的 β Ca2 P2 O7晶相含量和生物活性的关系。实验结果表明 :该组成玻璃经热处理后 ,可以获得含有 β Ca2 P2 O7,CaTi4(PO4) 6 ,NaTi2 (PO4) 3和TiP2 O7晶相的微晶玻璃 ,β Ca2 P2 O7为主晶相。随着成核温度提高和成核时间的延长 ,β Ca2 P2 O7晶相在微晶玻璃中含量增加。含较多 β Ca2 P2 O7晶相的微晶玻璃有较强的生物活性 ,主要是由于 β Ca2 P2 O7晶相有较强的促进生物活性的能力 ,因而使微晶玻璃有较强的生物活性 。

无定形磷酸钙的硬脂酸表面改性及其改性后的稳定性研究

将硬脂酸溶于热乙醇并以乙醇为反应介质在回流的条件下对无定形磷酸钙(ACP)粉末进行表面改性.利用活化率、接触角、红外谱图和热分析等研究了ACP的表面改性效果.结果表明ACP粉末表面有约4wt%的硬脂酸存在,硬脂酸可以与ACP以-COOCa和HPO24-的形式发生化学作用,并在ACP粉末表面形成一层硬脂酸憎水层.通过红外谱图、热分析和X射线衍射等研究了表面改性对ACP稳定性的影响.发现采用乙醇回流法不会引起ACP的相转变,改性ACP粉末可存放超过一年而不发生晶相转变,这表明硬脂酸可以增强ACP的稳定性.

无定形磷酸钙为先驱体低温制备α-磷酸三钙超细粉末

应用于生物材料领域的磷酸钙主要有羟基磷灰石（hydroxyapatite,简称HA）、α-磷酸三钙（α-tricalcium phosphate，简称α-TCP）、β-磷酸三钙（β-tricalcium phosphate，简称β-TCP）等3种晶相。α—TCP因具有良好的综合性能．其生物活性好于HA、生物相容性好于β-TCP、生物降解速率快于β-TCP，故引起愈来愈多的重视．成为当前磷酸钙材料的研究热点之一。

CaF_2对硅酸三钙的制备及其生物活性的影响

采用固相反应制备不同CaF2掺量的生物活性硅酸三钙(3CaO·SiO2,C3S),并研究CaF2对C3S的制备及生物活性的影响。化学滴定、TGA/DTA、XRD、SEM和FTIR的分析结果表明,在煅烧过程中,CaF2有效的促进CaCO3的分解,并能形成低共熔化合物,促进C3S的形成;在急冷过程中,CaF2抑制C3S晶型转变和分解,CaF2有效提高固相反应制备C3S的纯度;模拟体液(SBF)浸泡实验结果表明掺与不掺CaF2的C3S表面分别在1d和3d内诱导形成诱导磷灰石,这表明掺CaF2可以提高C3S的生物活性。

脱硫石膏取代石灰石低温制备水泥熟料的研究

本文对脱硫石膏作为石灰质原料制备熟料进行了初步研究:利用化学分析、XRD等分析方法对生料中脱硫石膏的脱硫率、熟料中的f-CaO含量及熟料的矿物相组成等方面进行了探讨。实验结果表明:脱硫石膏可以取代石灰石在1350℃左右的低温条件下制备水泥熟料。

rhBMP-2/无定形磷酸钙纳米缓释微粒成骨活性的实验研究

目的探讨无定形磷酸钙(ACP)对rhBMP-2的缓释作用,检测rhBMP-2/ACP纳米缓释微粒的成骨活性。方法用扫描电镜观察已制备rhBMP-2/ACP缓释微粒的大小、形态;测定rhBMP-2的体外释放情况并描绘曲线;用MTT法检测缓释微粒对兔骨髓间充质干细胞(MSC)增殖情况的影响;用碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测细胞ALP活性以反映缓释微粒对其分化的影响,并与ACP的作用进行比较;将缓释微粒植入大鼠股部肌袋,通过X线、组织形态学观察评价缓释微粒的异位成骨能力。结果缓释微粒大小为100nm左右,具有典型的无定形球形面貌。开始时为快速释放期,随后呈缓慢持续释放。缓释微粒能显著促进MSC的增殖和分化,植入大鼠股部肌袋12周,材料大部分降解,有明显的骨形成。结论ACP可作为rhBMP-2合适的缓释载体材料,生成的纳米缓释微粒具有良好的降解性能和成骨活性。

磷酸氢钙水解法合成羟基磷灰石纳米晶

采用磷酸氢钙水解法和水热处理技术在模拟体液(SBF)介质中合成HA纳米晶,利用XRD研究了pH值、水热处理温度等制备工艺对合成HA纳米晶的影响。TEM、EDS和FTIR表征结果表明磷酸钙产物为长100nm、直径10nm的棒状含碳酸根羟基磷灰石纳米晶,其Ca/P比为1.69,这表明本工作获得的HA在组成与形态上与骨骼中的HA十分相似。

模板剂去除方法对介孔氧化硅纳米球的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,在碱性条件下反应,分别采用煅烧法和酸化乙醇回流萃取法去除氧化硅中的模板剂,获得了直径为100nm分布均匀的六方有序的介孔氧化硅纳米球(MSN)。通过热失重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、小角度X射线衍射(SAXRD)和氮气吸附-脱附对MSN中CTAB的残余量和介孔结构进行了表征。结果表明:煅烧法能够彻底去除模板剂,萃取法只能去除80%左右的模板剂;随着萃取时间的延长和萃取次数的增加,MSN的孔径和孔容有所增加,其中6h回流萃取4次去除模板剂后得到的MSN的比表面积、孔容、孔径最大,分别为944.31m2.g-1、1.89cm3.g-1和2.56nm。

无定形磷酸钙负载rhBMP-2纳米缓释体的制备及细胞毒性实验

[目的]制备无定形磷酸钙(ACP)负载重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2/ACP)纳米缓释体并观察其细胞毒性,为进一步体内植入提供实验依据。[方法]采用湿化学法合成rhBMP-2/ACP纳米缓释体;兔间充质干细胞(BMSCs)与rhBMP-2/ACP纳米缓释体进行体外复合培养,观察细胞在材料表面的黏附、增殖及功能表达,检测材料的细胞毒性。[结果]材料浸提液对兔BMSCs的生长无影响,其细胞相对增殖率在100.2%～102.5%之间,细胞毒性评级为0级;BMSCs于复合材料表面的黏附、生长速度、形态与对照组无明显差别。[结论]rhBMP-2/ACP纳米缓释体无细胞毒性,复合培养不影响BMSCs的正常生理功能,细胞相容性良好。

聚乙烯吡咯烷酮对羟基磷灰石结晶和形貌的影响

采用化学均相沉淀法,在水热条件下以Ca(NO3)2.4H2O和(NH4)2HPO4为原料,合成了具有特殊形貌的羟基磷灰石(HA)微球。在合成过程中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,研究了PVP的加入和浓度对HA晶体形貌和粒径的影响。结果表明,PVP的加入改变了HA晶体的生长方式,颗粒是由针片状HA晶体组成的微球;HA颗粒的形貌和粒径可以通过调节PVP浓度来控制,当PVP浓度从0%(质量分数,下同)增加到12%时,HA颗粒的形貌逐渐由不规则的絮状团聚物转变为规整的微球,组成微球的结构单元也随PVP浓度的变化有所不同。

超声化学法合成羟基磷灰石纳米棒

在37℃下的模拟体液中采用超声化学法制备羟基磷灰石（HA）纳米棒，研究了初始PH值和反应时间对合成磷酸钙产物晶相的影响。结果发现在初始pH〈7．5时产物为无水磷酸氢钙相和HA相的混合物，初始pH值≥7.5时产物为单一的HA相，延长超声波处理时间有利于羟基磷灰石晶相的生成，最佳的反应参数为初始pH≥7.5，反应时间在6h以上。利用TEM、FTIR对HA相产物进行表征发现，HA为含碳酸根羟基磷灰石，其形貌长度为200nm，直径为10-30nm的纳米棒，其在组成和形态上与生物体内的磷灰石相十分接近。

羟基磷灰石纳米晶种原位增强磷酸钙骨水泥

将三种不同形貌的羟基磷灰石晶种添加到磷酸钙骨水泥中，研究了HA晶种形貌对CPC增强效果的影响。结果发现：晶种的形貌对CPC水化产物晶相没有明显影响；对CPC的抗压强度影响明显，具体为：大尺寸的HA晶种能更好地起到增强效果，添加3wt％时其抗压强度由初始的9．0MPa增加到36．9MPa，增幅达310％，最佳晶种添加量为2～4wt％。

水硬性硅酸钙生物材料的研究

水硬性硅酸钙具有良好的生物活性、细胞黏附性和优异的骨传导性能,在生物医学领域有着广泛的应用。本文从水硬性硅酸钙的应用、制备方法和生物活性机理方面介绍了水硬性硅酸钙的最新研究进展。

湿化学法制备磷酸钙/胶原复合材料

人体自然骨的缺损,如断裂、畸变等,形成了对骨替代材料的巨大需求.磷酸三钙/胶原复合材料兼顾了磷酸三钙的生物降解性和胶原的韧性、同时具有良好的生物相容性,正逐渐成为骨替代材料研究的焦点.采用新的合成方法合成出粒径较小的β-TCP颗粒,在pH=2的条件下制备出β-TCP颗粒均匀分布在胶原上的复合材料,并对复合材料的结构进行了研究.

羟基磷灰石微球制备方法的研究进展

简要介绍了羟基磷灰石基本特性,综合论述了羟基磷灰石微球的各种制备方法、原理及微球形成的机理,并对各种方法的优缺点进行了对比分析。指出了羟基磷灰石微球在研究中存在的问题,并对前景进行了展望。

无定形磷酸钙负载rhBMP-2纳米缓释体的生物相容性及安全性

[目的]观察无定形硫酸钙(ACP)负载重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2/ACP)纳米缓释体的生物相容性及安全性,为新型材料的临床应用提供必要的实验依据。[方法]对材料分别进行体外溶血实验、微核实验、急性毒性试验、热原试验、皮内刺激反应实验和短期肌内埋置试验、骨内植入实验。[结果]材料浸提液对兔血无溶血现象,对小鼠骨髓细胞无遗传毒性作用,未引起小鼠急性毒性反应、兔热原反应、兔皮内刺激反应;兔短期肌肉埋置、骨内植入后局部无明显炎症反应、无组织坏死,材料逐渐发生降解,能与组织有机融合。[结论]rhBMP-2/ACP纳米缓释体的生物相容性及安全性符合ISO10993、GB/T16886规定的体内植入物的生物学评价标准,可作为骨修复替代材料用于相关疾病的临床治疗。