基于正交设计的化学共沉淀法制备β-磷酸三钙

采用正交设计,获得了化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的最佳工艺条件。将产物分子中钙磷原子的摩尔比,即n(Ca)/n(P)作为控制指标,对影响该指标的四个要素(反应物钙磷源配比、pH值、反应温度、反应时间)在四个水平上进行考察,并对实验结果进行了直观分析。结果表明,化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的最佳工艺条件为:反应物钙磷源配比为1.50、pH值为11、反应温度为25℃、反应时间为3h。其中反应物钙磷源配比、pH值是影响产物n(Ca)/n(P)的显著因子。在最佳工艺条件下制得了高纯度的β-磷酸三钙,并经化学分析及XRD测定进行了确证。

化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的条件研究

对化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的工艺条件进行了系统研究.采用正交实验,将产物分子中钙磷原子的摩尔比即n(Ca)/n(P)作为控制指标,对影响该指标的4个要素在4个水平上进行考察,并对实验数据进行了直观分析.结果表明,当控制反应物的钙磷源配比为1.50、pH值为11、反应温度为25℃、反应时间为3 h时,制得的β-磷酸三钙纯度最高,并用化学分析法和XRD进一步确证了实验结果.

明胶溶液中沉淀法制备纯相β-磷酸三钙(英文)

本文以明胶、硝酸钙Ca(NO3)2和磷酸氢二铵(NH4)2HPO4为前驱体,初始Ca/P为1.5,制备了纯相的β-磷酸三钙.红外谱图和X射线晶体衍射结果表明,溶液中直接沉淀得到的产物为缺钙磷灰石,该产物在明胶浓度≥0.22%(质量分数)时热转化为纯相的β-磷酸三钙.通过晶体尺寸计算和比表面积测定,缺钙磷灰石的晶体大小随着明胶用量的增加而变小.透射电镜结果显示溶液中直接沉淀的缺钙磷灰石呈针状形貌,经过高温煅烧后,针状的缺钙磷灰石将相互融合形成葡萄状的β-磷酸三钙.差热/热重结果表明,明胶与生成的缺钙磷灰石形成了化学键合,这将有助于吸附较多的水分子,随后水分子与缺钙磷灰石发生化学反应生成羟基磷灰石,羟基磷灰石继续与沉淀中的偏磷酸钙反应生成β-磷酸三钙.本文还研究了明胶对纯相β-磷酸三钙的生成机理.

沉淀—球磨法制备β-磷酸三钙粉体

对传统的直接沉淀法进行改进,采用直接沉淀结合机械球磨的方法制备β-磷酸三钙粉体,并应用多种测试手段对制备的粉体进行了表征。研究表明,沉淀反应是一种多相反应,机械球磨处理对反应过程有一定的强化作用,促进了反应进行的程度,采用直接沉淀结合机械球磨处理工艺制备的β-TCP粉体纯度高,成分更接近化学计量,粉体形状较圆整,粒径分布范围较窄。

改进沉淀法合成β-磷酸三钙

以Ca(NO3)2和Ca(NO3)2·4H2O为原料,加入分散剂聚苯乙烯,采用液相沉淀法制备β-磷酸三钙前体,经过800℃高温煅烧制得结晶度较高的β-磷酸三钙粉体,采用XRD、TEM、FTIR等手段对粉体进行测试分析。结果表明,液相沉淀法制备的β-磷酸三钙为纳米级,经800℃煅烧2h后,可获得晶粒细小、结晶状态良好、分散性好的β-TCP粉体。

共沉淀法合成磷酸盐陶瓷Ca_(1-x)Ba_xZr_4P_6O_(24)粉体的研究

用共沉淀法合成了磷酸锆钡钙 [Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6 ,0≤x≤ 1]陶瓷粉体的先驱体 ,研究了消除团聚并获得结晶良好、配比准确的单相Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6 粉体的方法 .结果表明 :在共沉淀反应过程中控制pH =9,并采用低分子有机溶剂分散处理共沉淀物 ,可有效防止反应过程及液固分离过程中团聚体的形成 ,使制备的粉体具有较窄的粒度分布 ,平均粒径 2 μm左右 ;采取反加料顺序并保持沉淀剂过量 ,可避免分别沉淀 .将先驱体在 90 0℃下煅烧 2h后 ,经XRD分析发现为单相的Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6

用磷酸八钙前驱体法制备β-磷酸三钙

目的本文针对传统制备β-磷酸三钙(β-TCP)的湿法工艺中存在的固液分离困难,不利于β-TCP工业化的缺点,提出了采用磷酸八钙前驱体制备β-TCP的新工艺。方法与传统的以硝酸钙Ca(NO3)2或氢氧化钙Ca(OH)2作为钙源来制备β-TCP的方法不同,本文采用碳酸钙CaCO3作为钙源与磷酸配料反应制备β-TCP,并且详细考察了加料方式、反应物浓度、乙醇洗涤、煅烧温度等反应条件对产物粒径的影响。结果虽然经XRD谱图证实这种反应得到的前驱体为磷酸八钙[Ca8H2(PO4)6·5H2O,OCP],而不是传统方法中得到的缺钙型无定形羟基磷灰石(HA)。但对产品的XRD分析表明,该前驱体经950 ℃下煅烧2 h后得到了粒度细而均匀,结晶良好的β-TCP粉体(d50=3-12μm)。结论与传统的制备方法相比,本方法不但具有反应速度快、固液分离容易等优点,而且反应过程中未引入杂质。

纳米多孔β-磷酸三钙复合自体骨折血肿的异位成骨潜能的初步实验研究

目的探究纳米多孔β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)复合自体骨折血肿的异位成骨潜能。方法将78只新西兰大白兔随机分为A、B、C、D和E共5组,髂骨翼上截取约5 mm×10 mm×10 mm的骨块,造成人工骨折并形成血肿,然后分别将血肿/β-TCP、β-TCP、血肿/髂骨、髂骨种植于背阔肌下,于模型建立后第1、4和8周取下背阔肌下标本,采用病理染色技术和免疫组织化学技术评估新骨生成、支架材料降解情况及进行生物力学测试。E组用于观察血肿在β-TCP支架内部的吸附观察,E组动物健侧髂骨设为正常对照组(F组),仅行生物力学测试。结果髂骨骨折后第4天大量的细胞和细胞外基质充填在支架内,此时的血肿/β-TCP机械性能稍优于单纯β-TCP支架。A、C两组标本有周围有较多的新生骨组织及血管组织,而B、D两组标本却只能见到极少量散在的类骨质形成,且D组标本吸收明显;在残余支架体积方面,A、B两组之间差异无统计学意义(P>0.05)。A、C两组新生骨量随着时间的延长而增加(P均<0.01),而B、D两组新生骨量随时间的变化差异无统计学意义(P>0.05)。结论β-TCP与骨折血肿内活性成分具有良好的相容性,β-TCP复合骨折血肿后具有确切的成骨潜能,有望作为一种新型的陈旧性骨折及骨缺损的治疗策略。

微球法制备聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架。并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响。研究发现,对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长,多孔支架的孔隙率有增大的趋势,同时多孔支架的抗压模量不断增大。随着β-磷酸三钙加入量的增加,多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势。当在2 g聚乳酸中加入0.2 gβ-磷酸三钙时孔隙率达最大。加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低,但当加入0.2 gβ-磷酸三钙后,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当。在2 g聚乳酸中加入0.2 gβ-磷酸三钙,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,材料具有较高的孔隙率(55.5%),同时也具有较高的抗压模量275 MPa,是较好的反应条件。

聚己内酯增强β-磷酸三钙复合支架的制备及力学性能

针对生物陶瓷在大段骨缺损的修复重建中韧性不足的问题,采用数字光处理技术和涂层工艺,制备了集高强度韧性一体化的生物陶瓷β-磷酸三钙/聚己内酯复合支架,并研究了聚己内酯涂层浓度对复合支架抗压抗弯性能和微观形貌的影响。实验结果表明:聚己内酯涂层可有效提高β-磷酸三钙陶瓷支架的力学性能,复合支架的强度和韧性均与聚己内酯涂层浓度呈正相关性;随着聚己内酯涂层浓度的提高,复合支架的可靠性显著提高,涂层效果有明显的改善,但不均匀现象也越明显;结合力学性能和微观形貌评价发现,0.20 g/mL聚己内酯增强β-磷酸三钙复合支架的综合性能最佳。该研究可为制备满足骨生长到骨强化两阶段力学性能要求的复合支架提供参考。

掺炭煅烧法制备α-磷酸三钙粉体

以四水硝酸钙和磷酸氢二铵为主要原料,采用湿化学合成法制备了α-磷酸三钙(-αTCP)粉体,研究了煅烧过程中添加分散剂活性炭防止磷酸三钙在高温煅烧时发生团聚的作用。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度分析仪对样品的物相、显微结构及粒度分布进行观察与分析。结果表明,当煅烧温度为1 320℃时,晶型完全转变,能够制备纯度较高的α-磷酸三钙粉体。活性炭掺量煅烧对α-磷酸三钙的粉体形貌和粒度有很大影响,当m(粉末)∶m(活性炭)=1∶0.5时,煅烧后的α-磷酸三钙粉体颗粒的形态分布更均匀,颗粒的中粒径更小,粒径分布主要集中在1.46μm左右。

冷冻干燥法制备的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架

背景:影响冷冻干燥法制备生物陶瓷支架孔形貌和结构的因素有很多,如浆料的固含量,冷冻速率,烧结温度等。目的:利用冷冻干燥技术结合陶瓷水基浆料,通过改变陶瓷浆料组成,制备不同形貌和孔隙率的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架,并分析其影响因素。方法:制备不同固含量和不同聚乙烯醇含量的β-磷酸三钙浆料,经冷冻、干燥及高温烧结得到多孔生物陶瓷支架。应用X射线衍射技术进行物相分析;扫描电镜观察支架截面的微观结构;阿基米德排水法测量支架材料的孔隙率。结果与结论:X射线衍射图谱显示制备的支架材料各衍射峰强度与位置与β-磷酸三钙标准衍射谱吻合良好;浆料未添加聚乙烯醇时,多孔支架的孔径和孔隙率随着浆料固含量的增加而减小,支架由大的柱状孔和多孔的陶瓷壁组成;当浆料加入聚乙烯醇后,制备的支架由柱状孔转变为三维连通的网状孔,且随聚乙烯醇含量的增加材料的孔隙率升高。说明利用冷冻干燥法,通过控制陶瓷浆料的组成,可制备出形貌和孔隙率可控的生物陶瓷支架。

α-磷酸三钙水解法修复牙釉质龋

采用α-磷酸三钙(α-TCP)水解法在牙釉质表面制备羟基磷灰石(HA)涂层,并用XRD、SEM、TEM、显微硬度仪和自制的牙刷磨耗试验机对涂层的结构和性能进行表征.采用L929细胞对α-TCP水解液进行细胞毒性评价.结果显示:α-TCP在37℃条件下水解6h,即可在牙釉质表面得到厚度约20μm的HA涂层,此涂层与牙釉质表面结合紧密,涂层的硬度与正常牙釉质无明显的差异,并且具有良好的耐磨性.该方法反应条件温和、简便、安全、有效,有望应用于龋病预防和早期釉质龋治疗.

原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料及性能研究

采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料。以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与DL丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)表征复合材料的有机-无机界面及整体复合情况;通过复合材料中PDLLA分子量及复合材料力学强度的测试考察了β-TCP的较佳加入量。研究发现:复合材料中β-TCP在PDLLA基质中分布均匀,有机-无机界面结合紧密;β-TCP比例越大,复合材料中PDLLA分子量越小;β-TCP对材料强度有增强作用,当β-TCP比例为30wt%时,复合材料抗压强度可达99MPa,抗弯强度可达76MPa。

射频磁控溅射法制备羟基磷灰石/β-磷酸三钙生物涂层

目的以粉末冶金烧成的羟基磷灰石(HA)/-β磷酸三钙(β-TCP)陶瓷为靶材,采用磁控溅射法在钛合金(Ti6Al4V)基体上制备HA/β-TCP生物涂层。方法利用XRD研究了复合涂层的晶化程度,讨论了涂层成分与生物降解性及相容性的关系。结果HA/β-TCP生物涂层为非晶态,经700℃,3h大气处理可显著提高涂层的晶化程度,当涂层成分为50wt%HA/50wt%β-TCP时其细胞相容性最好。结论在钛合金基体上制备HA/β-TCP生物涂层,通过HA与β-TCP的复合来控制材料的降解速度,使它的降解速度与周围骨组织的生长速度相匹配,使植入体具有良好的生物降解性、生物活性和力学性能。

不同方法构建抗结核β-磷酸三钙药物缓释系统的载药和缓释性能

背景:构建药物缓释系统的常用方法静态溶液吸附法、动态溶液吸附法和真空溶液吸附法中,哪种方法可以使单纯多孔β-磷酸三钙载体负载更多的抗结核药物并维持更长的药物释放时间,目前尚不十分清楚。目的:研究不同溶液吸附法构建的抗结核多孔β-磷酸三钙药物缓释系统的载药性能和体外缓释规律。方法:分别利用静态溶液吸附法、动态溶液吸附法和真空溶液吸附法将利福平负载于多孔β-磷酸三钙中,比较这3种方法构建的药物缓释系统的载体力学强度、载药性能和药物缓释特性。结果与结论:(1)3种不同方法负载利福平后,载体间的力学强度无显著差异(P>0.05);载体负载利福平后的力学强度与负载前相比,差异均无显著性意义(P>0.05);(2)药物缓释系统体外载药实验表明,真空溶液吸附法构建的药物缓释系统单位质量载体的载药量(1.02±0.16)mg/g明显高于静态溶液吸附法(0.79±0.12)mg/g和动态溶液吸附法(0.89±0.13)mg/g(P<0.05);(3)体外释放实验表明,通过3种溶液吸附法构建的药物缓释系统其释药均存在突释现象。体外84 h,利福平在真空溶液吸附法、动态溶液吸附法和静态溶液吸附法构建的药物缓释系统中的累积释放百分比分别为(66.82±5.16)%,(79.49±3.50)%和(91.30±5.86)%(P<0.05),完全释药结束的时间分别为21.5,17.5和14.5 d(P<0.05);(4)结果提示,真空溶液吸附法构建的药物缓释系统可以负载更多的利福平并使其更持久的释放,因此,真空溶液吸附法可能更适合用来构建多孔β-磷酸三钙抗结核药物缓释系统。

磷灰石-硅灰石／β-磷酸三钙复合多孔支架材料的制备和表征

以磷灰石-硅灰石玻璃陶瓷(AW)粉和β-磷酸三钙(β-TCP)粉为原料．以硬脂酸为致孔剂．经模压成型、1170℃烧结制备磷灰石-硅灰石／β-磷酸三钙复合多孔支架材料 (AW／β-TCP)．采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、诱导耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法分析支架的晶相组成、显微结构、物理性能、生物活性和降解性．将大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)与支架体外复合培养评价支架的生物相容性．结果表明: 所制备的AW／β-TCP支架材料的抗压强度达14．3MPa．孔隙率达66．9％．孔径为100-700μm．具有良好的生物相容性、生物活性和降解性．可作为骨组织工程支架的候选材料．

聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)多孔复合材料的制备及其性能研究

骨组织工程学为治疗骨缺损提供了一种新的选择。研制合适的细胞外支架材料一直是骨组织工程研究的一个热点课题。本文采用浇铸 -模压成型 -沥滤法研制了不同孔隙率、孔径的 PL L A/β- TCP多孔复合材料。研究了致孔剂的用量、材料的组成以及 β- TCP的粒径对材料压缩强度和模量的影响。结果表明 ,材料的压缩强度和模量随致孔剂用量的增加而降低 ;低孔隙率 (小于 70 % )时 ,可以通过改变材料的成分比例和 β- TCP的粒径来改善材料的力学性能 ;而高孔隙率时 ,材料的力学性能较差 ,且基本不受成分比例和 β-

软骨细胞复合胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体的体外培养

背景:关节软骨缺损的修复涉及到软骨和软骨下骨的双重修复,需要将骨与软骨组织工程结合起来,构建骨软骨双层支架,或者在同一支架上构建组织工程化骨软骨。目的:观察胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体对软骨细胞的吸附作用及对细胞生物学性状的影响,评价其作为关节软骨工程支架的可行性。时间及地点:体外细胞学实验,于2007-12/2008-06在广东省构建与检测实验室进行。材料:以胶原、壳聚糖、β-磷酸三钙制备复合支架,上层以胶原/壳聚糖为主,下层以胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙为主,孔隙率≥90%,孔径100μm。方法:体外培养新西兰大白兔软骨细胞并成骨诱导3周,使之吸附于多孔胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体上三维立体培养3周。主要观察指标:通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测支架在三维立体培养对软骨细胞的表型、增殖及功能的影响。结果:修复体/细胞体外培养3周,修复体上细胞数量明显增多,并分泌细胞基质,包裹在软骨细胞周围,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性。结论:胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体的细胞相容性良好,有望成为一种比较理想的关节软骨组织工程支架材料。

兔骨髓基质干细胞体外培养复合β-磷酸三钙进行胸椎后侧融合实验研究

[目的]评价β-磷酸三钙复合骨髓基质干细胞为骨移植替代物进行脊柱融合的效果。[方法]60只兔子分四组进行胸椎后路融合:Ⅰ组(组织工程化骨即β-TCP复合BMSCs),Ⅱ组(β-TCP+自体红骨髓),Ⅲ组(单纯β-TCP),Ⅳ组(自体髂骨)。术后12周处死其余动物进行放射学、手工力学和组织学检查。[结果]从影像学和手工力学比较,Ⅰ组的融合率高于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组且有统计学差异。组织学上,Ⅰ组新骨形成量较多,陶瓷微孔内部充满新生骨;Ⅱ组骨小梁形成量较Ⅰ组少,为新生骨与纤维组织混杂;Ⅲ组陶瓷骨颗粒微孔内多为结缔组织,新生骨的量少,只见少量新生骨贴附于陶瓷骨表面;Ⅳ组在椎板与移植骨的交界处有稀疏的新生骨小梁形成。[结论]β-TCP复合BMSCs是脊柱融合自体骨的良好替代物。