硬脂酸对纳米羟基磷灰石表面的改性机理

用硬脂酸对羟基磷灰石进行了表面改性处理,采用XRD、TEM、FTIR以及XPS等方法研究了表面改性的机理及硬脂酸含量对羟基磷灰石活化率的影响。结果表明,羟基磷灰石的晶体结构及微观形貌没有发生变化。硬脂酸通过硬脂酸根离子(CH_3(CH_2)_(16)COO^-)与羟基磷灰石表面的钙离子结合形成离子键而接枝在羟基磷灰石表面。当硬脂酸含量为3%时,羟基磷灰石的活化率超过99%,继续增加硬脂酸含量,活化率基本保持不变。通过硬脂酸的表面改性处理,使羟基磷灰石表面的亲水性成功地转变为疏水性。

相转移溶菌酶用于氧化锆全瓷种植材料表面改性后介导羟基磷灰石涂层的生物活性

背景:氧化锆种植体因良好的生物相容性被用于口腔种植领域,因其具有生物惰性,所以需对种植体表面进行改性来提高生物活性,羟基磷灰石涂层是广泛应用于种植体表面的改性技术。目的:利用相转变溶菌酶在氧化锆表面构建羟基磷灰石涂层,赋予其生物活性,提高种植体成功率。方法:将相转变溶菌酶溶液滴至光滑的氧化锆试件表面,反应2 h;将相转变溶菌酶改性氧化锆试件置于模拟体液中孵育10 d,诱导羟基磷灰石涂层。检测未改性氧化锆试件、相转变溶菌酶改性氧化锆试件与羟基磷灰石涂层氧化锆试件的接触角、粗糙度与机械性能;将3种氧化锆试件分别与MC3T3-E1细胞共培养,检测细胞增殖与碱性磷酸酶活性;将未改性氧化锆试件、羟基磷灰石涂层氧化锆试件分别与MC3T3-E1细胞共培养,扫描电镜下观察细胞黏附。结果与结论:①羟基磷灰石涂层组试件的接触角小于未改性组(P<0.05),粗糙度大于未改性组(P<0.05);3组试件的维氏硬度和断裂强度比较差异无显著性意义(P>0.05);②CCK-8检测显示,羟基磷灰石涂层组培养3,5,7 d的细胞增殖吸光度值均大于相转变溶菌酶组、未改性处理组(P<0.05);羟基磷灰石涂层组培养7,14 d的细胞碱性磷酸酶活性均高于相转变溶菌酶组、未改性处理组(P<0.05);③扫描电镜下可见,培养12 h,MC3T3-E1细胞紧密贴附于两种氧化锆材料表面;培养3 d后,两种材料表面的细胞数量增加,其中羟基磷灰石涂层组的细胞数量更多并出现细胞连接;④结果表明,对于氧化锆全瓷材料,在相转变溶菌酶改性的基础上制备羟基磷灰石涂层,可提高其亲水性、细胞相容性,且不影响材料的机械性能。

硅烷偶联剂对纳米羟基磷灰石表面改性的研究

采用硅烷偶联剂(KH-560)对纳米羟基磷灰石(n-HA)表面进行处理,并研究了n-HA与KH-560的界面作用.傅立叶红外光谱(FT-IR)以及X光电子能谱(XPS)分析表明,偶联剂在羟基磷灰石表面黏附,其中硅羟基(Si-OH)与磷酸氢根(HPO_4^(2-))基团之间脱水形成稳定的Si-O-P化学键,此外,硅羟基与HA表面-OH间亦脱水形成化学键合.偶联处理的HA与聚碳酸酯(PC)复合后,复合材料的力学强度与未经处理的相比有明显提高.扫描电子显微镜(SEM)结果显示,经处理后的HA微粒在PC中分散均匀,两者间结合紧密,表明无机有机复合材料间良好的界面作用是提高复合材料力学强度的重要途径.

纳米羟基磷灰石合成及表面改性的途径和方法

综合论述了羟基磷灰石的晶体结构及表面结构特点 ,纳米羟基磷灰石的主要合成方法 ,同时通过对目前纳米羟基磷灰石颗粒表面改性研究现状的分析 。

碳纳米管的表面改性与羟基磷灰石的包覆

通过TEM、FTIR及XRD等检测手段对原位合成法制备羟基磷灰石/碳纳米管复合材料过程中碳管的表面改性及影响羟基磷灰石包覆的因素进行了系统探讨.研究表明,浓酸处理后,碳纳米管表面产生大量官能团;阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的加入提高了碳纳米管与水的相容性;实验中随着(NH_4)_2HPO_4溶液的加入,羟基磷灰石原位沉积并形成包覆层.结果发现:碳纳米管的表面改性、适当的pH值和陈化温度是得到羟基磷灰石连续包覆层的关键因素.

纳米羟基磷灰石表面改性研究现状

纳米羟基磷灰石/聚合物复合材料在骨组织工程中得到广泛应用,但是纳米羟基磷灰石与聚合物的相容性非常差,在使用过程中易出现相分离现象,限制了其应用。通过在纳米羟基磷灰石表面接枝有机高分子,可以改变其表面性质、有效地改善HA与聚合物的相容性,从而提高复合材料的性能。文中综述了最近几年纳米羟基磷灰石表面改性的相关研究,着重对纳米羟基磷灰石表面接枝聚合物的相关反应方法(开环聚合、自由基聚合、缩合反应等)进行介绍。

碳纤维的表面改性及羟基磷灰石涂层的制备

采用浓HNO_3对碳纤维(CF)进行了表面改性,通过电化学沉积法分别在浓HNO_3改性前后的CF表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层.分别采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层微观组织和物相组成进行了表征.研究表明:CF表面的电沉积产物为HA;经浓HNO_3改性后,CF表面HA涂层的沉积量明显增加,且形貌更加均匀致密;随着沉积电流的增加,涂层的沉积量先增加后减小,当电流为5 m A时,沉积量达到最大,约为2.7 mg,且涂层形貌由针状逐渐变为棒状;随着沉积时间的增加,涂层的沉积量逐渐增加,当沉积时间为2 h时,沉积量达到最大值3.6 mg.

光引发甲基丙烯酸聚合改性羟基磷灰石表面的研究

In this paper,unsaturated double bond functional group was chemically inserted onto the surface of hydroxypatite particles by esterification reaction with methacrylic acid,then UV irradiation polymerization reaction of methacrylic acid onto the surface of hydroxypatite particles was taken place in situ.ESCA,FTIR,particle size analysis and SEM tests showed that the surfaces of hydroxypatite particles were successfully free-radical polymerized with methacrylic acid,the average particle size increased greatly as compared with that of pure hydroxypatite particles.

改性纳米羟基磷灰石表面性质及对成骨细胞贴壁生长的影响

背景:生物材料表面性质的改变能够影响其与细胞的相互作用,并进一步影响细胞黏附能力、基因表达等行为。目的:评价改性纳米羟基磷灰石的表面性质及其对成骨细胞在材料表面黏附能力的影响。方法:参考作者既往实验制备纳米羟基磷灰石和改性纳米羟基磷灰石,利用zeta电位仪测定改性纳米羟基磷灰石的zeta电位,通过测定水在改性羟基磷灰石表面的接触角,结合成骨细胞黏附试验,分析表面改性对材料的细胞黏附能力和生物相容性的影响。结果与结论:改性纳米羟基磷灰石表面呈疏水性,接触角为93°,成骨细胞黏附实验表明,改性纳米羟基磷灰石表面比纳米羟基磷灰石表面黏附更多的成骨细胞,表明表面改性增强了纳米羟基磷灰石的生物相容性。

羟基磷灰石表面光引发甲基丙烯酸聚合有机化改性的研究

利用羟基磷灰石(HA)表面的羟基与甲基丙烯酸发生酯化反应,在HA表面化学键合地引入了可进一步发生聚合反应的活性双键,然后在紫外光引发作用下与甲基丙烯酸发生自由基聚合。研究了经表面有机化改性HA与聚乙烯醇共混材料的力学性能和断面结构。结果表明,光引发方法成功地在HA表面引入了聚甲基丙烯酸接枝聚合物,实现了HA粒子的表面有机化改性。与纯HA相比,表面有机化改性的HA能够有效的改善聚乙烯醇的力学性能并且在聚乙烯醇基体中分散均匀,团聚程度减小,与基体界面相互作用增加,相容性能得到显著改善。

羟基磷灰石经氯磷酸二钠表面改性对成骨细胞的影响

目的研究经氯磷酸二钠表面改性的羟基磷灰石对成骨细胞生长、贴附、蛋白合成方面及骨吸收功能调节方面的影响。方法将成骨细胞分别复合羟基磷灰石与氯磷酸二钠复合制成氯磷酸二钠-羟基磷灰石表面,扫描电镜进行细胞形态学观察,通过MTT法和碱性磷酸酶活力检测考察表面改性对成骨细胞生长、增殖和活性影响;同时应用荧光定量PCR比较两组材料表面成骨细胞OPG和RANKL基因表达,考察表面改性对成骨细胞骨吸收功能调节方面的影响。结果扫描电镜显示成骨细胞生长和增殖良好,无形态学异常;统计学检验(P>0.05),MTT检测和ALP活性两组之间各时间点均没有统计学差异;基因检测发现成骨细胞OPG基因表达组间有显著差异,P<0.05;RANKL基因表达组间无明显差异,P>0.05。结论氯磷酸二钠复合在羟基磷灰石表面对成骨细胞在材料表面的生长、增殖和蛋白合成功能没有显著影响;但是表面改性可促进成骨细胞OPG基因表达,这可能是氯磷酸二钠影响成骨细胞的破骨细胞调节功能的机理之一。

表面改性羟基磷灰石晶须填料增强牙科复合树脂

用羟基磷灰石晶须填料制备可促进牙齿再矿化且力学性能优良的牙科复合树脂。用正硅酸乙酯对羟基磷灰石(HAP)晶须进行表面改性后,通过硅烷偶联剂对填料进行处理,提高其与树脂的界面相容性,并用改性后的HAP晶须与树脂复合制备了HAP/树脂复合材料。改性后的晶须分散性良好,与树脂界面相容性增强,复合材料强度有显著提升(One-wayANOVA,p<0.05)。羟基磷灰石晶须可显著提高树脂强度,有望成为龋齿修复的新材料。

表面改性碳纤维增强羟基磷灰石复合材料抗弯性能的研究

通过在碳纤维表面原位生成莫来石保护层和对氨基苯甲酸表面处理来改性碳纤维,将改性碳纤维与羟基磷灰石(HA)复合,制备表面改性碳纤维增强HA复合材料。研究改性前后的碳纤维对复合材料抗弯强度的影响并分析增强机理。结果表明,随纤维含量的增加复合材料的抗弯强度先提高后下降,碳纤维含量为3%(体积分数)时复合材料的抗弯强度达到最大值。碳纤维、表面处理碳纤维、表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度均随烧结温度的升高而提高,且整体提高幅度依次增大,当烧结温度达1150℃时,3种材料的抗弯强度达最大值,分别为55.13、100.95、112.17MPa。表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度比基体提高最多为3.5倍。这主要归因于碳纤维表面通过原位反应形成莫来石3Al2O3.2SiO2保护层,同时经对氨基苯甲酸处理后碳纤维对HA有更好的亲和性和吸附性。

利用Fe^(2+)对羟基磷灰石粉末表面改性的研究

因其独特的化学组分和晶体结构,羟基磷灰石(HA)可通过引入金属离子实现表面改性,即将制备的HA粉末放入含有二价铁离子的溶液中,Ca2+与具有小离子半径的Fe2+完成离子交换.对改性粉末进行表征后发现,HA粉末的表面电势、OH和PO4基团的伸缩振动频率以及(00l)晶面的间距都发生了变化.另外,在含油酸钠的溶液中Fe2+改性的HA粉末与阴离子电解质间的化学键合能力大大下降.本研究可模拟人体骨骼和牙齿中的Ca2+被体内循环系统中Fe2+取代的情况.

羟基磷灰石(HA)表面改性对HA/聚乳酸复合材料力学性能的影响

采用三种高分子有机物聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)对羟基磷灰石(HA)颗粒表面进行改性处理,以便改善两相在复合时的界面结合强度,从而获得力学性能优良的复合材料.首先,将三种高分子聚合物分别溶于含HA颗粒的水溶液中,均匀分散后经喷雾干燥获得改性的粉体;然后,利用流延法获得HA/PLLA复合材料薄膜.研究了3种高分子表面改性HA颗粒后复合材料的力学性能,以及自然断面的界面结合情况.结果表明HA表面经PEG改性后,HA与PLLA间的界面结合状态优良,HA/PEG/PLLA的断裂强度较未经表面改性处理的HA颗粒与PLLA的复合材料的断裂强度提高了31%.

纳米羟基磷灰石的表面改性及其细胞毒性的研究

利用聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸钠(PAA)对纳米羟基磷灰石(nHA)进行表面改性,并从影响细胞增殖和凋亡的角度出发,采用四唑盐比色法(MTT法)和荧光染色法对改性后的纳米羟基磷灰石颗粒进行了体外细胞毒性评价。结果表明:利用PEI和PAA可以显著地改变nHA的表面电性;而细胞的毒性与其共培养的颗粒表面电性、浓度和共培养时间有关,在较低浓度下,没有经过表面改性的纳米羟基磷灰石颗粒具有最好的细胞相容性,其细胞毒性为0级,PEI改性的纳米颗粒的细胞相容性最差,而PAA改性的纳米颗粒的细胞相容性介于二者之间。初步证明了表面电性对材料细胞毒性的影响,即正电性纳米颗粒的细胞毒性较大。

表面改性对羟基磷灰石蛋白吸附的影响

采用原子转移自由基聚合(ATRP)在羟基磷灰石(HAP)纳米粒子表面接枝了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。随着接枝的PMMA含量增加,改性粒子在水溶液中的分散性增强。以牛血清白蛋白(BSA)和溶菌酶(LSZ)为吸附目标,研究了HAP和改性后的粒子(g-HAP)的蛋白质吸附性能。结果发现,g-HAP比HAP对蛋白质的单位吸附量大,表面接枝PMMA可以增加HAP对蛋白质的吸附。

羟基磷灰石表面改性作为组织工程骨支架的应用优势

背景:由于羟基磷灰石与高分子材料的理化性质差异较大、界面相容性差且本身容易聚集,导致复合材料的力学和生物学性能较差,限制了其在组织工程骨中的应用。目的:综述近年来羟基磷灰石表面改性用于制备组织工程骨的方法,并对这些方法的反应机制、作用影响进行简述。方法:在万方、中国知网、维普、PubMed、PubMed Central Medine及谷歌学术等数据库中,以“温敏型凝胶,缓释,给药途径”为中文检索词,以“hydroxyapatite,surface modification,tissue engineered bone”为英文检索词,检索羟基磷灰石表面改性作为组织工程骨支架的研究进展方面的文章。结果与结论:迄今已有多种材料表面改性方法,如表面活性剂、硅烷偶联剂及接枝聚合物等,已经取得一定进展,但是单一一种改性方法的效果仍有限,可考虑将两种或多种改性方法及改性剂结合使用,相互取长补短,取得更好的改性效果。表面改性不仅要改善羟基磷灰石的分散性,提高复合材料的力学性能,还要将具有生物活性、能够促进骨组织再生的生物活性因子、多肽等固定在羟基磷灰石表面,进而改善复合材料的生物学性能,实现对羟基磷灰石性能的调控,制备性能优良的组织工程骨。

羟基磷灰石对聚乳酸多孔支架表面改性的影响

采用化学沉淀法合成羟基磷灰石,研究粉体分散性、含量对聚乳酸多孔支架表面改性的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和粉体粒度分析等测试方法对HA粉体的结晶度、形貌及粒度分布进行表征,扫描电镜(SEM)对支架涂层表面进行表征。研究结果表明,HA粉末在复合涂层中的含量不超过3%时具有良好的分散性。经过明胶/HA涂层表面改性处理后的聚乳酸多孔支架的亲水性和力学强度都得到了显著的提高。

表面改性纳米纤维素/羟基磷灰石纳米复合材料的制备与性能研究

目的制备羟丙基纳米纤维素/羟基磷灰石(NCC-HPC/HA)纳米复合材料。方法以环氧丙烷作为改性剂,对纳米纤维素(NCC)表面进行化学修饰,获得羟丙基纳米纤维素(NCC-HPC),以提高NCC的表面疏水性及改善其分散性。在此基础上,以NCC-HPC为成核点,采用共沉淀法制备NCC-HPC/HA纳米复合材料,研究复合材料的结构与性能。结果采用共沉淀法在改性后的纳米纤维素表面成功地合成了羟基磷灰石纳米球。由分析证实,经环氧丙烷表面改性后的NCC,几乎没有发生晶体结构变化,疏水性得到了提高,再分散性得到了改善,且能稳定存在于水和其他有机溶剂体系中,NCC-HPC与水的接触角由17°增加到55.3°。NCC-HPC/HA纳米复合材料的表面均匀分布着钙、磷元素,其Ca/P原子比为1.64,接近真实骨的钙磷比。在2 MPa条件下压制的复合材料的力学性能显示,与未经表面修饰的NCC相比,经表面修饰的纳米纤维素制备的NCC-HPC/HA纳米复合材料的力学性能有所提升。拉伸强度可达到3.48MPa,提高了6.7%;弯曲强度可达到5.22 MPa,提高了4.4%;压缩强度可达到2.11 MPa,提高了4.7%。结论经羟丙基改性的NCC,疏水性得到提高,在水溶液中的分散性明显改善。以此为基础制备的NCC-HPC/HA纳米复合材料中,球状纳米羟基磷灰石(n-HA)均匀分布在线状NCC-HPC上,具有较好的力学性能和热稳定性,适用于骨组织工程应用。