微晶生物玻璃-聚丙烯酸复合生物材料固化研究

研究了微晶玻璃-聚丙烯酸复合医用材料的制备与固化性能.考察了液固比、聚丙烯酸质量分数、酒石酸质量分数及浸泡时间、微晶玻璃化学组成、养护时间对复合材料强度的影响规律.结果表明,复合材料的固化时间均为5~30min;抗压强度为11.24MPa,强度随养护时间稳定提高;改变微晶玻璃的组成可提高抗压强度1倍.玻璃粉析出的Si4＋,Al3＋,Ca2＋等阳离子与聚羧酸根-COO-交联,并与SiO2凝胶网络形成互穿复合网络使材料固化.

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷及其复合材料的研究进展

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷(AW-BGC)由于在保持良好生物活性的基础上,还具有出色的力学性能,因而其作为人体硬组织替换材料在临床上已得到大量应用和发展。本文系统介绍了AW-BGC的性能、应用和制备方法,并对AW-BGC及其复合材料的研究进展进行了较系统的综述。

改性微晶纤维素增质PDMS-BG生物复合材料的制备与性能研究

具有高生物活性的复合材料已成为生物材料研究领域的重点内容。本文采用溶胶-凝胶法成功制备了以生物活性玻璃(PDMS-BG)为基质,以改性微晶纤维素m MCC作增质剂的生物复合材料m MCC-PDMS-BG。研究了不同含量的m MCC对生物复合材料成型能力和生物活性的影响。结果表明,加入含量小于1.0wt%m MCC的生物复合材料表面产生均匀的孔结构,大部分m MCC都包埋在PDMS-BG溶液中,说明改性微晶纤维素与基质之间的相互作用力增强。将m MCC-PDMS-BG生物复合材料在SBF中培养3d后,通过FT-IR、XRD、SEM和EDS图谱分析表明,复合材料具有良好的生物活性,并且含量为1.0wt%m MCC的m MCC-PDMS-BG生物复合材料具有较为显著的生物矿化能力。m MCC-PDMS-BG生物复合材料有可能用作骨替代、骨修复或者医药载体材料。

聚乳酸接枝改性纳米生物玻璃/PLGA复合材料的制备、表面性质及生物活性

以丙交酯开环聚合原位接枝改性的纳米生物玻璃(PLLA-g-BG)与聚丙交酯-乙交酯(PLGA)复合材料为研究对象,采用TGA,ESEM和EDX分析其接枝率,粒子分散性和表面元素分布,通过将兔成骨细胞种植于材料膜表面进行体外培养,采用荧光染色法、NIH Image J图像分析软件、MTT法和流式细胞术等手段检测细胞在材料表面的平均黏附数量、扩展面积比、增殖能力和细胞周期的变化,综合评价新型改性纳米复合材料的生物相容性和生物活性.结果表明,聚乳酸表面接枝改性可明显改善纳米生物玻璃粒子的团聚;PLGA中掺入一定比例的改性PLLA-g-BG可明显促进兔成骨细胞的黏附、扩展与增殖;改性纳米生物玻璃的应用可提高生物可降解聚酯材料的生物相容性和生物活性.

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力。方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力。结果PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P<0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P>0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%。结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料。

Ca-P-Si系微晶玻璃的制备及生物活性分析

采用溶胶—凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系微晶玻璃,利用体外模拟(in vitro)实验方法,借助SEM和EDX等分析测试手段研究了将其压片试样静态浸入模拟生理体液(SBF)前后样品表面的形貌和组成的变化。结果显示,浸泡时间不同,压片的玻璃相表面碳酸羟基磷灰石(HCA)的生成量也不同,随着浸泡时间增长,HCA含量随之增加,从而证实了其生物活性的存在。

溶胶-凝胶法制备生物微晶玻璃的研究进展

溶胶-凝胶法是一种材料合成新工艺,现已广泛用作生物植入体、组织工程支架及药物载体的生物活性玻璃粉体、块体玻璃、多孔生物微晶玻璃与涂层的制备。简要介绍了溶胶-凝胶法制备生物微晶玻璃的工艺原理和优缺点,着重分析了其研究和应用现状,并阐述了其发展前景。

聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料:(Ⅳ)HA表面处理及PDLLA界面作用研究

采用 3-甲基丙烯酸丙酯 -三甲氧基硅烷 (A- 174)、聚丙烯酸 (PAA)分别对羟基磷灰石 (HA)表面进行改性处理 ,通过溶液共混、取向模压成型技术制备出直径为 3.2 m m的聚 DL-丙交酯 (PDL L A) / HA复合棒材。上述方法由于增进了复合材料在界面的相互作用 ,从而引起复合材料玻璃化转变温度升高 。

溶胶-凝胶法制备A/W生物活性微晶玻璃

目的 采用溶胶-凝胶法制备具有更高生物活性的微晶玻璃。方法 利用正硅酸乙脂和磷酸三乙脂制备溶胶-凝胶玻璃粉体,这种玻璃粉体经过一定的热处理工艺可以得到含有磷灰石(Apatite)和硅灰石(Wollastonite)的A/W生物微晶玻璃。结果 溶胶-凝胶法制备的玻璃粉体具有大量的纳米级微孔和较高的比表面积,体外模拟实验表明通过溶胶-凝胶法制备的微晶玻璃具有更高的生物活性。结论 成功地通过溶胶-凝胶法制备生物活性更高的微晶玻璃。

生物活性玻璃骨材料力学性能及成骨作用改性的研究进展

骨科手术在进行骨缺损修复重建时,往往需要将具有良好生物活性及生物相容性的骨移植材料填充到缺损处,在机体内环境下,骨移植材料发生降解并释放相关生物活性介质,促进成骨细胞增殖、分化,最终诱导并促进骨组织形成。其中生物活性玻璃具有良好的生物活性、生物相容性及可降解性,被广泛应用于牙科、骨科及药物载体等方面,但存在脆性大、易断裂及强度低等不足,限制了其在较大骨缺损及承重骨部位修复中的应用。因此,对生物活性玻璃进行改性已成为材料学研究的方向之一。本文主要从调节玻璃组成、多种材料复合及优化制备工艺等方面,总结了改善生物活性玻璃力学性能及促进成骨作用的方法。

生物微晶玻璃的最新进展

生物微晶玻璃是很有前途的一类生物材料,各国对其研究非常活跃。目前,生物材料正向分子水平设计的方向发展,本文试图对最近几年的国内外生物微晶玻璃的研究状况和今后发展趋势予以介绍。

两种多孔生物玻璃支架材料的体外细胞相容性研究

目的对比研究采用同样原料但以不同方法制备的两种多孔生物玻璃支架材料的体外细胞相容性。方法溶胶-凝胶法制备A/W生物活性微晶玻璃(4006材料),熔融法制备多孔生物活性玻璃(45S5材料)。体外诱导分离培养及鉴定兔骨髓基质细胞(BMSCs),通过材料浸提液细胞毒性实验(MTT法)、细胞黏附实验、倒置相差显微镜、扫描电镜和环境扫描电镜比较4006材料和45S5材料对BMSCs细胞黏附和生长的影响,并探索与材料复合的最佳BMSCs细胞悬液浓度。结果 4006材料浸提液培养1 d时,其细胞活力与纯培养液间无统计学差异(P>0.05);但培养3 d后,其细胞活力低于纯培养液(P<0.01)。45S5材料浸提液培养的细胞活力明显低于纯培养液(P<0.01)。细胞与材料复合培养后,镜下见BMSCs在4006材料孔隙内贴壁生长良好,分泌基质活跃;而在45S5材料上细胞黏附生长较差。BMSCs与4006材料的黏附量随接种细胞浓度升高而升高,细胞悬液浓度为2×107个.mL-1时的细胞黏附量最高。结论溶胶-凝胶法制备的A/W生物活性微晶玻璃具有良好的生物活性和细胞相容性,具有作为骨组织工程支架材料的潜能。与其复合的细胞悬液浓度需要2×107个.mL-1或以上。

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-(F)微晶玻璃的析晶及特征

采用熔融法制备了不同P2O5及F含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)基础玻璃试样,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)系微晶玻璃的析晶及特征。结果表明:在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-8.0wt%P2O5玻璃中,表面析晶和内部析晶同时存在,析出晶体主要为钙长石(CaAl2Si2O8)相、硅灰石(CaSiO3)和α-磷酸钙(Ca3(PO4)2)。玻璃中P2O5含量的提高抑制玻璃的表面析晶,同时促进了玻璃的整体析晶和α-磷酸钙晶体析出。同时添加P2O5和F的玻璃试样以整体析晶为主,析出晶体为块状氟磷灰石和粒状钙长石相。

齿科用CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的微晶化和性能

对所选的CaO-Al2O3-SiO2系统中4个组分的微晶玻璃样品的部分重要性能进行了测试,利用XRD、IR、SEM等仪器对样品的析晶形貌和结构进行了分析;应用齿科材料相关的性能测试标准,考察了其用作齿科全瓷冠修复材料的可能性。实验发现:样品经微晶化处理后,试样中主要析出了钙铝方柱石和α-硅灰石晶相,这些晶相的析出提高了玻璃的性能。G3样品的化学稳定性等物化性能指标均达到或超过了天然牙齿相应的性能。

PHBV膜与PHBV/SGBG复合材料联合促进骨再生

【目的】探讨聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯(PHBV)膜与3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物/溶胶-凝胶生物活性玻璃(PHBV/SGBG)多孔复合材料促进骨再生的能力。【方法】实验共采用8只健康杂种犬,每只犬分别于左、右胫骨各制作2个直径为5mm的穿通骨髓腔的圆洞形骨缺损区,间隔2cm。双侧胫骨共建立4个骨缺损模型,将其随机分为四组:A组,骨缺损内填充柱状PHBV/SGBG材料,并在其上方覆盖PHBV膜;B组,骨缺损上方覆盖PHBV膜;C组,骨缺损内填充柱状PHBV/SGBG材料;D组,不放置任何东西。分别于术后2、4、8、12周各处死2只动物,组织学观察不同实验条件下骨缺损区新骨组织生长情况。【结果】所有植入材料组(A组、B组、C组)均未出现植入物排异反应。其中A组术后2周时,已有明显的新生骨岛形成;术后12周骨缺损区新生成熟骨组织再生。与其它实验组相比,A组的骨缺损修复最早,新生骨的质量最好,骨结构与周围正常骨基本一致。而空白对照组中,骨痂修复中可见纤维组织形成,骨缺损区修复不全。【结论】PHBV膜覆盖技术和PHBV/SGBG复合材料植入技术结合,具有促进骨缺损区的骨组织修复的协同作用;PHBV膜和PHBV/SGBG复合材料有望成为应用于引导骨组织再生的新一代材料。

钙磷酸盐系生物活性微晶玻璃的制备与研究

用粉末-烧结法制备了钙磷酸盐微晶玻璃,通过DTA,XRD,SEM探讨了材料的制备过程、相组成及显微结构。玻璃粉末在烧结的同时进行晶化,热处理后得到了主晶相为β-Ca3(PO4)2和β-Ca2P2O7的微晶玻璃,随着烧结温度的提高,β-Ca2P2O7的含量先减小后增大,950℃烧结的微晶玻璃中β-Ca2P2O7的含量最大。实验结果表明,用粉末-烧结法可制得具有生物活性晶相的钙磷酸盐微晶玻璃。

不同含量的NBG对NBG/PLGA复合材料等温结晶、形貌和力学性能的影响

先采用碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术制备纳米生物活性玻璃(NBG),再利用溶液共混的方法制备不同比例的纳米生物活性玻璃/聚丙交酯-乙交酯(NBG/PLGA)生物可降解复合材料(NBG含量为3%,5%,10%,20%及30%).利用FTIR,SEM和EDS分析NBG表面形貌、元素组成和NBG/PLGA复合材料断面形貌;DSC和SANS微机控制电子万能试验机分析不同含量的NBG对复合材料在不同温度下等温结晶行为和力学性能的影响.结果表明,碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术成功获得了分散性良好的纳米生物活性玻璃粉末;与未添加NBG的PLGA相比,NBG作为异相成核剂,有效提高了PLGA复合材料结晶能力,复合材料结晶时间随NBG含量增加而缩短.Avrami方程可用于描述本研究中NBG/PLGA复合材料的等温结晶过程.复合材料拉伸强度和断裂伸长率随NBG含量的增加,先增强后降低,NBG的最佳添加量为10%,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别比纯PLGA提高28.79%和56.09%.该生物复合材料有望用于骨修复材料.

A/W生物活性微晶玻璃的制备

生物活性玻璃陶瓷材料由于能够与活体组织自发产生紧密的化学键合而成为骨修复材料中的重要分支,其中A/W生物微晶玻璃更是由于在保持良好生物活性的基础上,力学性能接近甚至超过自然骨而作为承重的生物活性材料应用于临床。采用正硅酸乙酯和磷酸三乙酯,利用溶胶-凝胶法制备玻璃粉体,这种玻璃粉体经过一定的热处理工艺可以得到含有磷灰石和硅灰石的A/W生物微晶玻璃。

生物活性玻璃修饰聚对苯二甲酸乙二醇酯对骨愈合的影响

背景:聚对苯二甲酸乙二醇酯人工韧带材料具备优良的力学性能,但其生物相容性有待提高。目的:观察生物活性玻璃修饰聚对苯二甲酸乙二酯对骨愈合的影响。方法:1体外实验:将聚对苯二甲酸乙二酯(对照组)、生物活性玻璃-聚对苯二甲酸乙二酯复合物(实验组)分别与MC3T3-E1细胞共培养,培养3 d后,观察细胞形态;培养1,3,5 d后,检测细胞增殖及碱性磷酸酶活性;2体内实验:取24只新西兰大白兔,制备单侧膝关节韧带断裂模型,随机分为2组,实验组置入生物活性玻璃-聚对苯二甲酸乙二酯复合物,对照组置入聚对苯二甲酸乙二酯。置入后6,12周,对比移植部位生物力学及组织学变化。结果与结论:1体外实验:培养3 d后,实验组细胞密度显著高于对照组;实验组培养3,5 d的细胞增殖及碱性磷酸酶活性显著性高于对照组(P<0.05);2体内实验:实验组置入后6,12周的最大轴向拔出力显著大于对照组(P<0.05)。置入后6周,对照组存在明显缺损,且缺损部位存在大量炎性细胞;实验组新骨形成界面形成骨小梁,瘢痕组织较少,界面宽度狭小。置入后12周,对照缺损部位模糊,存在明显炎性细胞,骨面上存在新骨;实验组缺损部位存在较多的新生组织,缺损部位可见少许炎性细胞;3结果表明:生物活性玻璃修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的细胞相容性、生物力学,可促进骨愈合。

溶胶-凝胶法制备多组分氧化物材料的研究进展

介绍了溶胶凝胶法制备多组分氧化物的发展历史、原理、特点、研究现状和发展趋势。评述了溶胶凝胶法制备多组分氧化物的优缺点,介绍了其应用。