功能化多壁碳纳米管的抗菌行为研究

分别以十二烷基苯磺酸钠、十八烷基三甲基溴化铵及两者的复配体系为分散剂对多壁碳纳米管进行非共价功能化处理,并考察了它们对多壁碳纳米管的分散能力。TG、FT-IR、UV-Vis吸收光谱和TEM分析结果表明,表面活性剂分子已成功吸附在多壁碳纳米管表面且复配体系对多壁碳纳米管的分散能力高于单一表面活性剂。另外,以金黄色葡萄球菌为实验菌种,通过考察功能化多壁碳纳米管悬浮液处理该菌2h后的光密度生长曲线和平板计数结果可知,复配体系功能化的多壁碳纳米管具有良好的抗菌活性。

BMP-2多肽/功能化碳纳米管复合材料修复兔颅骨缺损的实验研究

目的观察并比较多肽通过非共价与共价两种不同结合方式,以及利用羧基(-COOH)和氨基(-NH2)两种不同官能团与材料结合,对兔颅骨缺损修复效果的影响。方法3月龄雄性普通级新西兰白兔21只,将左右两侧顶骨编号1~42号,采用随机数字表法分为5组,对照组(A组,6侧)及材料1、2、3、4组(分别为B、C、D、E组,每组9侧)。所有动物均制备直径12 mm颅骨缺损模型,分别将BMP-2非共价结合的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNT)-COOH+左旋聚乳酸[poly(L-lactide),PLLA]、BMP-2非共价结合的MWCNT-NH2+PLLA、BMP-2共价结合的MWCNT-COOH+PLLA、BMP-2共价结合的MWCNT-NH2+PLLA植入B、C、D、E组缺损区。术后4、8、12周取材行CT扫描及三维重建观察,定量分析骨组织再生体积与总体积比值并测量骨密度值;样本切片行HE染色和Masson三色染色组织学观察,定量分析新生骨组织体积比。结果CT扫描及三维重建观察示,随时间延长,A~E组骨缺损被逐渐填充,术后12周时E组骨缺损被完全填充。HE染色和Masson三色染色示,随时间延长,各组新生骨组织体积逐渐增大,术后12周D、E组出现了再生成熟骨组织。定量分析显示,术后4、8、12周,各组骨组织再生体积与总体积比值、骨密度值、新生骨组织体积比随时间增加均呈逐渐增加趋势;且各时间点从A~E组也呈逐渐增加趋势,组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论通过共价结合方式并利用-NH2将多肽与材料相结合,可以实现最好的骨修复效果。

碳纳米管作为骨修复材料的优势和挑战

随着对骨修复过程研究的深入,以及骨修复材料制备、表征等技术的进步,各种人工骨替代材料在骨相关疾病(如骨缺损等)治疗中得到充分应用。然而,目前临床应用的各种天然或者合成生物材料无法完全复制天然骨结构和性能。碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)因具有优异的结构稳定性、力学性能和官能团可修饰性,为骨修复领域发展新型材料提供了新的方向。CNTs及其复合材料在骨修复材料设计及用作药物载体等方面也具有广阔前景。本文从形态结构、化学特性、力学特性、电磁特性和生物安全性等方面,总结CNTs与骨组织再生相关的优势性质,以及CNTs在药物运输载体和支架材料的增强组分方面的应用,分析CNTs在骨再生医学方面的潜在问题和后续研究方向。