Mechanical Properties and Interfacial Interaction of Modified Calcium Sulfate Whisker]Poly(Vinyl Chloride)Composites

Calcium sulfate whiskers（CSWs） modified with glutaraldehyde-crosslinked poly（vinyl alcohol）（PVA） or traditional surface modifiers,including silane coupling agent,titanate coupling agent and stearic acid,were used to strengthen poly（vinyl chloride）（PVC）,and the morphologies,mechanical and heat resistant properties of the resulting composites were compared.The results clearly show that glutaraldehyde cross-linked PVA modified CSW/PVC composite（c PVA@CSW/PVC） has the strongest interfacial interaction,good and stable mechanical and heat resistant properties.Nielsen＇s modified Kerner＇s equation for Young＇s modulus is better than other models examined for the CSW/PVC composites.The half debonding angle θ of c PVA@CSW/PVC composite is lower than that of other composites except silane coupling agent modified CSW/PVC composites,indicating a very strong interfacial adhesion between c PVA@CSW and PVC.In general,cross-linked PVA is effective and environmentally friendly in modifying inorganic fillers.

磺化聚乙烯醇/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜的制备与性能

通过溶液共混热处理方法,制备了磺化聚乙烯醇(SPVA)含量不同的SPVA/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SSPxx)。交联网络结构有效增强了交联复合膜的力学性能、热稳定性、氧化稳定性及尺寸稳定性,扫描电镜显示,交联复合膜呈现了更好的相容性和均一性。随交联度增加,交联复合膜的溶胀率呈现明显下降趋势,在25℃和80℃时,Cr-SSP30膜的溶胀率分别仅有3.7%和7.6%。由于SPVA对醇有阻碍作用,以及交联网络结构增加了膜的致密性,故该系列Cr-SSPxx膜展现出非常优秀的阻醇性能,交联复合膜的甲醇渗透率明显低于纯S-SPAEK膜和磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜,Cr-SSP30膜的甲醇渗透率仅为9.4×10^(-8) cm^(2)/s。虽然与磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜相比,交联复合膜的质子传导率有所降低,但由于独特的侧链磺化结构能够促进质子传导,质子传导率最低的Cr-SSP30膜的传导率在25℃和80℃时也都分别达到了0.034 S/cm和0.065 S/cm,同时表现出了更高的质子选择性,能够满足直接甲醇燃料电池(DMFC)的使用要求,有望在DMFC中得到应用。

复合骨修复材料——聚氨基酸/硫酸钙的生物相容性研究

采用原位熔融缩聚法合成聚氨基酸/硫酸钙(poly(amino acids)/calcium sulfate,PAA/CS)复合材料。分别将PAA/CS圆片和其浸提液与L929细胞共培养后观察细胞形态变化,采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖活性,流式细胞仪测定细胞周期。将致密圆柱状PAA/CS材料植入兔胫骨近端干骺端,进行大体和组织切片观察。结果表明材料对L929细胞生长活性无明显影响,细胞毒性0～1级,符合国家医用生物材料的细胞毒性要求。材料在动物体内不引起明显排异反应,并有新生骨长入材料内部,与宿主骨形成牢固的骨性愈合,具有良好的组织相容性和生物活性。

氨基酸聚合物/硫酸钙生物工程骨的生物相容性研究

目的评价氨基酸聚合物[poly(amino acid),PAA]/硫酸钙(calcium sulfate,CaSO4)生物工程骨的生物相容性。方法制备PAA/CaSO4。通过急性毒性实验、溶血实验、微核实验、热原实验、皮内刺激实验、细胞毒性实验研究该复合材料的生物相容性。结果急性毒性实验中各组小鼠活动正常,7 d内小鼠无死亡,各组动物未见中毒症状或不良反应,7 d后各组小鼠体质量日平均增加差异无统计学意义(P>0.05)。材料浸提液的溶血率为2.01%,符合<5%的国家标准。微核实验中3个实验组与阴性对照组微核率无明显差异(各组的微核率均介于0.4～0.6之间),材料无潜在致突变性。热原实验中3只动物中体温升高最高为0.4℃,体温升高的总数为1.1℃,符合热源实验国家标准。皮内刺激实验观察显示,注射材料生理盐水浸提液和生理盐水处无明显红斑、水肿和皮肤坏死,PII为0.01～0.02,属极轻微刺激。细胞毒性实验中A、B、C组的BMSC的相对增殖率均>90%,细胞毒性为0～1级,材料无细胞毒性。结论 PAA/CaSO4具有良好的生物相容性。

不同阻垢剂对硫酸钙结晶生长诱导期影响的动力学探讨

用加晶种于过饱和溶液中的方法测定了硫酸钙晶体结晶生长的动力学过程 ,研究了 9种不同阻垢剂及实验条件变化对 Ca SO4· 2 H2 O结晶生长诱导期的影响 .研究表明 ,聚丙烯酸、马丙共聚物对硫酸钙晶体生长有良好的阻滞作用 ,这种阻滞作用随着溶液 p H上升而增强 ,随温度升高而减弱 ,分子量较低的聚丙烯酸和马丙共聚物有更好的阻垢效果 .研究发现 ,阻垢的机理主要是阻垢剂对 Ca SO4· 2 H2 O晶种表面具有吸附作用 ,从而抑制了 Ca SO4· 2 H2 O的结晶生长 ,实验还证实了这种吸附作用符合

载三联抗结核药物硫酸钙/聚氨基酸人工材料体外缓释性能的观察

目的：探讨载三联抗结核药物硫酸钙/聚氨基酸人工材料在模拟体液中的药物缓释性能.方法：避光环境下以100∶3∶3∶12的比例称取硫酸钙/氨基酸复合材料500mg、异烟肼（isoniazid,INH） 15mg、利福平（rifampicin,RFP） 15mg、吡嗪酰胺（pyrazinamide,PZA）60mg制备载药人工缓释材料,将其置于模拟体液中,分别于浸泡3h、12h、24h、36h、48h、60h、72h、1～14周时取材料浸提液,应用高效液相色谱法（HPLC）检测其中INH、RFP、PZA三种药物的浓度,并据其计算单位时间段内药物释出质量.结果：载三联抗结核药的硫酸钙/聚氨基酸人工材料在模拟体液中浸泡3h时浸提液中释出INH、RFP、PZA的浓度分别达到152.96±1.32μg/ml、92.90±2.17μg/ml和334.90±12.3μg/ml,在8周前各时间点的浸提液中,3种药物浓度均较高;至8周时PZA的释出浓度、10周时RFP释出浓度、11周时INH的释出浓度仍高于其10倍的最小抑菌浓度,之后逐渐降低;未载药硫酸钙/聚氨基酸人工材料在有效检测时间内药物出峰时间处未见有意义杂质峰出现.结论：载三联抗结核药硫酸钙/聚氨基酸人工材料具有较为平稳、持续时间较长的有效缓释性能,三种药物在模拟体液中释出药物的浓度均可达到体内杀死结核分枝杆菌的浓度.

载三联抗结核药硫酸钙/氨基酸聚合物人工骨体内缓释实验研究

目的:观察载异烟肼、利福平、吡嗪酰胺三联抗结核药硫酸钙/氨基酸聚合物人工骨在大鼠体内的缓释效果。方法:取6～7周龄SD大鼠80只,随机分为实验组与对照组,实验组载三联抗结核药人工骨植入大鼠骶脊肌内,40只;对照组植入空白未载药人工骨于大鼠骶脊肌内,40只;术后1d、3d、1周、2周、4周、6周、8周、12周处死大鼠,每次处死实验组、对照组大鼠各5只,应用高效液相色谱法检测大鼠植入人工骨局部周边组织及血液中三种药物浓度,2周及6周时HE染色观察大鼠肝、肾病理组织学变化。结果:植入载三联抗痨药人工骨局部周边1cm肌肉组织中,术后1d、3d、1周、2周、4周、6周、8周、12周时,高效液相色谱法检测异烟肼为4.09±0.56μg/ml、2.45±1.33μg/ml、2.12±1.56μg/ml、1.58±4.12μg/ml、2.09±2.35μg/ml、2.31±1.44μg/ml、4.26±2.17μg/ml、3.79±0.49μg/ml;利福平为4.02±1.14μg/ml、1.90±0.11μg/ml、1.88±0.90μg/ml、0.79±1.08μg/ml、0.86±0.44μg/ml、0.89±0.98μg/ml、3.92±1.09μg/ml、3.57±0.22μg/ml;吡嗪酰胺为460.87±1.41μg/ml、440.91±1.69μg/ml、430.21±0.86μg/ml、340.73±1.45μg/ml、320.85±2.0μg/ml、270.61±1.0μg/ml、230.38±0.48μg/ml;12周时植骨块局部组织,周边1cm肌肉组织异烟肼、利福平、吡嗪酰胺能达到10倍最低抑菌浓度,静脉血三种药物平均浓度为2.79μg/ml、2.02μg/ml、4.38μg/ml低于植骨块局部周边浓度;肝、肾组织组织病理学检查未见损伤。结论:载三联抗结核药硫酸钙/氨基酸聚合物人工骨体内释放平稳,可实现体内局部用药缓释;其可直接植入体内,对肝、肾组织无明显药物损伤。

无机高分子复合混凝剂聚合硫酸铝铁的制备与应用

以工业副产物FeSO4.7H2O为原料,采用浓HNO3作为强氧化剂,Al2(SO4)3为添加剂制备混凝性能强的铁基混凝剂,并应用于有机腐殖酸的去除。研究内容包括:反应温度、合成时间、Al/Fe摩尔比和OH/Fe摩尔比,通过红外光谱和扫描电镜对其结构进行表征。研究结果表明:当反应温度为60～80℃,合成时间为30～50min,Al/Fe摩尔比为1∶9,OH/Fe摩尔比为0.3时,混凝剂的混凝性能强。红外分析表明了产物的结构,电镜扫描表明产物表面积较大,且凝聚形态强。将试验制备的聚合硫酸铝铁用于处理腐殖酸溶液时,当快搅速度为350rpm,快搅时间为120s,慢搅速度为40rpm,慢搅时间为12 min,投加量为3.36 mg/L,pH为7时,腐殖酸去除率达到94.6%。

碳酸钙高填充聚乳酸复合材料的制备及性能

在扩链剂Joncryl和增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯存在下,采用微米级碳酸钙对聚乳酸(PLA)基体进行了高填充改性,制备碳酸钙高填充聚乳酸基复合材料,并用电子拉力机、扫描电镜、ARES流变仪等手段对材料的结构与性能等进行测试与表征。结果表明:碳酸钙高含量时可以明显提高材料的拉伸强度、弯曲强度,而材料的冲击强度会有所下降,但质量含量在30%～60%时复合材料的冲击强度仍高于纯聚乳酸。随碳酸钙含量的增加,材料的储能模量逐渐增大。碳酸钙的加入可以提高材料的弹性,材料的剪切黏度随剪切速率的增大而逐渐降低。

n-HA/多元氨基酸共聚物复合材料的制备和界面研究

通过原位聚合法制备了纳米磷灰石晶体(n-HA)/多元氨基酸共聚物(PA)复合材料,采用扫描电镜和燃烧试验测试了复合材料中n-HA的分散状况及材料的均一性,并用红外吸收光谱仪(FT-IR),X射线衍射仪(XRD)及X射线光电子能谱仪(XPS)对复合材料的表界面进行了测试和表征。结果表明,采用本方法制备的n-HA/PA复合材料中,n-HA微粒粒径约为80～100nm,能够很好地分散在PA基体中,材料具有良好的均一性;在复合材料n-HA与PA界面之间存在氢键和其它的化学结合,界面结合较稳定,具有良好的力学性能,是潜在的生物医学材料。

新型骨与软骨组织工程支架材料制备及其性能研究

目的 研制符合骨与软骨组织工程制备技术要求的新型支架复合材料 ;并确定其性能与结构优化设计的主要参数指标。方法 按不同CPPf(聚磷酸钙纤维 ) /PLLA(L 聚乳酸 )重量比及相同CPPf +PLLA/NaCl颗粒重量比 ,采用溶铸颗粒沥取 (Solvent castingparticulte leaching)法制备系列CPPf/PLLA支架复合材料 ;液体置换法、压缩性能测试及扫描电子显微镜观测其密度、孔隙度、压缩模量及微结构特征 ;材料样品体外人工降解液直接浸渍法判定其生物降解性能 ,并观测其生物降解率、压缩模量及微结构改变。结果 系列支架材料密度为 0 10 8～ 0 16 5g/cm3 ,孔隙度 87 17%～ 93 2 4% ,压缩模量为 5 19～ 7 89MP ,横截面微结构由微孔海绵状过渡为纤维网状。随着支架材料在人工降解液中降解时间的延长 ,其降解率以 0 %～ 13 2 %线性递增 ;压缩模量呈线性降低至 1 10～ 2 78MP ;材料横截面微结构则发生相应改变。结论 CPPf/PLLA支架复合材料具有高孔隙度的三维立体结构 ,良好的抗压缩性能和生物降解性能 ,经进一步优化设计后 ,可成为结构和性能符合各项要求的新型骨与软骨组织工程支架材料。

生物活性羟基磷灰石/二元氨基酸共聚物复合材料的制备和性能

通过原位聚合法制备新型生物活性羟基磷灰石/二元氨基酸共聚物(BHA/PAA)复合材料。采用1 H核磁共振(1 H NMR)、红外光谱(IR)、X-ray衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热分析(DSC)对其组成结构、热性能、力学性能和体外降解性能进行研究。结果表明:BHA颗粒均匀分散在PAA基质中,形成的复合材料具有良好的均一性;复合材料的无机相和有机相之间存在着一定的化学键相互作用;由于BHA的引入,复合材料的结晶速率加快,整体结晶度下降;复合材料具有良好的力学性能,其抗压强度随着BHA含量的增加而明显提高,抗弯强度略有减小,当BHA含量为30%(质量分数)时,复合材料的抗压强度和抗弯强度分别为141.02MPa和86.32MPa,力学性能与人体皮质骨相匹配;体外降解实验结果表明,随着BHA含量的增加,材料的降解速率加快,且在降解过程中保持良好的力学性能稳定性,在骨修复方面具有潜在的应用。

灭菌对聚氨基酸/硫酸钙复合材料理化性能的影响

目的探讨高温高压、γ射线、低温等离子、环氧乙烷及紫外线等不同灭菌方式对新型复合生物材料——聚氨基酸/硫酸钙[poly(amino acids)/calcium sulfate,PAA/CS]理化性能的影响。方法采用熔融缩聚法制备PAA/CS材料,按照不同灭菌方式灭菌后进行浸提液L929细胞毒性、材料结构X射线衍射分析、材料力学性能测试,并与灭菌前作对照。结果环氧乙烷、紫外线灭菌及阴性对照组细胞生长良好,各时间点细胞相对增殖率在90%以上,细胞毒性0～1级。其余各组细胞24h内基本死亡,细胞相对增殖率均在50%以下,细胞毒性3～4级。X射线衍射分析显示相对于灭菌前,各灭菌组材料结晶峰数目及形态无明显变化。低温等离子及高温高压灭菌组材料抗压强度分别为(250±4)、(187±17)MPa,较灭菌前明显下降(P<0.05),其余各组无明显变化(P>0.05)。结论环氧乙烷及紫外线灭菌对PAA/CS复合材料理化性能无明显影响,可作为该材料的灭菌方法。

PVC用二聚脂肪酸钙/锌复合热稳定剂体系的配方优化

以二聚脂肪酸为原料,1,4-二氧六环为溶剂,分别与氢氧化钙、氧化锌反应,制备了二聚脂肪酸钙/锌盐(DFA-Ca/DFA-Zn),并采用傅里叶变换红外光谱和电感耦合等离子体发射光谱对其进行了结构表征,发现合成产物为目标产物。以DFA-Ca/DFA-Zn为聚氯乙烯(PVC)/对苯二甲酸二辛酯(DOTP)体系的主热稳定剂,依次向PVC/DOTP体系加入辅助热稳定剂环氧大豆油(ESO)、山梨醇和β-二酮,通过变色法和刚果红法考察了这3种辅助热稳定剂对上述PVC体系初期着色性及长期热稳定性的影响,在此基础上筛选出最佳的DFA-Ca/DFA-Zn复合热稳定剂体系的配方,即DFA-Ca/DFA-Zn/ESO/山梨醇/β-二酮的最佳质量比为1.08/0.27/1/0.5/0.3,在45 g PVC/22.5 g DOTP体系中加入上述配方条件下的复合热稳定剂体系3.15 g时,可使该PVC体系在185℃的静态热稳定时间达195.4 min。

利用鲨鱼软骨制备钙螯合胶原肽及其性质的研究

以鲨鱼软骨为原料,通过单因素实验和正交实验优化胶原肽螯合钙的酶解制备工艺。结果发现,当酶解时间、酶添加量、底物浓度分别为1 h,0.25%,25 mg/m L时,制备的鲨鱼软骨胶原肽的钙螯合能力可达1087.01 mg/100 g蛋白。制备的钙螯合胶原肽小于5000 u的组分约占84%,天冬氨酸和谷氨酸占总氨基酸的比例为17.07%,疏水性氨基酸占总氨基酸的比例为41.24%,而必需氨基酸占总氨基酸的比例只有22.81%。根据红外光谱和扫描电镜结果,发现鲨鱼软骨胶原肽螯合钙的微观结构均匀致密,不仅具有胶原蛋白的特征,还含有硫酸软骨素的特征。

PHBV复合HA纳米纤维材料修复兔桡骨缺损的实验研究

目的:探讨羟基丁酸-羟基戊酸共聚物复合羟基磷灰石(PHBV/HA)的纳米纤维材料修复骨缺损的能力。方法:将40只新西兰兔制备单侧桡骨中段10 mm的骨缺损模型,随机分为3组:实验组植入PHBV/HA的纳米纤维材料,对照组植入硫酸钙人工骨,各16只;空白对照组8只。在术后相应时间段分别进行大体观察,行放射学、组织学及扫描电镜检查,进行生物力学测试,观察其成骨能力、生物降解性、生物相容性等指标。结果:实验组术后4～8周植入材料处有片状密度增强,截骨处有骨痂向缺损区生长,骨皮质不连续,仍有骨性缺损,术后12～16周新生皮质骨与宿主皮质骨自然连接,骨缺损已完全修复。新生骨显示出正常骨干结构,髓腔再通。与对照组相比,8周之前在新生骨的形成及修复骨缺损方面的作用相差不多,差异无统计学意义(P>0.05),而到12周之后与对照组相比,实验组体现了更好的成骨能力,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:PH-BV/HA的纳米纤维材料具有良好的生物相容性及骨传导性,是一种良好的修复骨缺损的植入材料。

提高夏季奶牛生产性能的营养调控研究

为了研究通过营养调控措施提高夏季奶牛的生产性能,选择体况、胎次、产犊时间、产奶量相近的泌乳盛期荷斯坦奶牛,随机分成4组,每组5头。试验1组添加过瘤胃氨基酸(赖氨酸+蛋氨酸)100g/头·d,试验2组每日添加过瘤胃脂肪酸钙300g/头·d,试验3组每日添加过瘤胃氨基酸(赖氨酸+蛋氨酸)100g/头·d和过瘤胃脂肪酸钙300g/头·d,对照组不添加添加剂,试验期30d。结果表明:奶牛日粮中添加过瘤胃氨基酸具有提高干物质采食量、产奶量的趋势,显著提高乳蛋白含量(P<0.05);添加过瘤胃脂肪酸钙具有减少采食量的趋势,对奶牛泌乳性能影响不大;奶牛日粮中同时添加过瘤胃氨基酸和过瘤胃脂肪酸钙可以显著提高产奶量和乳蛋白含量(P<0.05),建议夏季奶牛日粮可以同时添加过瘤胃氨基酸和过瘤胃脂肪酸钙。

多元氨基酸共聚物/含锶硫酸钙复合材料制备及体外降解性能研究

通过原位聚合法制备了一种新型的骨修复材料——多元氨基酸共聚物/含锶硫酸钙复合材料(硫酸钙含量为40%(质量分数)),并研究了其体外降解性能,同时考察了掺锶对材料降解性能的影响。结果表明,未掺锶的多元氨基酸共聚物/硫酸钙复合材料降解速度过快,降解初期,降解产物对材料周围环境pH值影响较大;多元氨基酸共聚物/含锶硫酸钙复合材料具有良好的体外降解性能:在PBS溶液中浸泡12周后材料总失重达到26.62%;降解初期1周内,材料具有较高的降解速率,达到14.5%,溶液中的Ca2+、Sr2+浓度快速增加,pH值则降至最低,达到5.83;随着降解时间的延长,材料降解速度和降解液中Ca2+、Sr2+浓度趋于稳定,降解液pH值逐渐回升,基本保持在7.4左右;对复合材料表面沉积物分析发现其为羟基磷灰石,表明材料具有良好的生物活性。

部分可吸收椎间融合器用于山羊腰椎融合效果评价

目的评估部分可吸收椎间融合器(PBIFC)用于山羊腰椎融合的效果。方法采用16只中国青山羊行腰椎间融合术。每只动物于L_(2-5)3个椎间隙随机植入PBIFC、n HA/PA66 cage或1枚自体髂骨块。术后即刻及每4周拍摄腰椎侧位X线片。术后24周处死动物行CT扫描、组织学和生物力学评估。结果术后12周内X线评估显示,髂骨组和PBIFC组可观察到椎间融合,而n HA/PA66组在此期间内未见融合;术后24周CT评估显示PBIFC组的融合度评分高于n HA/PA66组,有统计学意义(<0.05);生物力学测试显示PBIFC组平均刚度大于髂骨组,而髂骨组大于n HA/PA66组,均有显著性差异(<0.05);组织学评估:PBIFC组在植骨区和椎间融合器边缘可见大量成熟的骨小梁,骨组织与材料表面已发生嵌合;髂骨组的植骨块与椎体间的新生骨小梁已改建为成熟的骨小梁;n HA/PA66组可见纤维骨痂形成。结论 PBIFC具有良好的生物力学特性,融合率高,可进一步用于临床试验研究。

利用文蛤壳制备复合氨基酸螯合钙

初步研究利用文蛤壳酸解制得钙盐,与鸡羽毛酶解成的复合氨基酸结合制备复合氨基酸螯合钙的工艺。重点探讨文蛤壳酸解酸的选择及温度的确定,鸡羽毛的酶解工艺和复合氨基酸螯合钙的螯合条件。结果表明:文蛤壳利用盐酸的效果比较好,酸解温度为110℃;鸡羽毛的最佳酶解条件为:8%木瓜酶,固液比为1∶22,pH值9.5,酶解时间16小时;氨基酸钙螯合反应的最佳条件为:反应温度50℃,反应时间30min,pH=5.0,氨基酸与钙盐的配体摩尔比为3∶1。本研究废物被充分利用,工艺简单可行。