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。

锶锌共掺杂磷酸八钙微球制备及其骨修复性能

本文研究了锶、锌共掺杂磷酸八钙多孔微球(Sr/Zn-OCP)的制备及其体内成骨生物学效应。实验运用湿化学合成工艺制备了粒径为105μm、280μm和500μm三种单分散微球颗粒材料,然后再考察微球材料对大白兔股骨缺血性坏死骨缺损的再生修复效应以及微球颗粒度对缺损修复效率的影响规律,运用理化表征与组织学分析考察了微球的微结构和骨组织修复特性。结果显示,利用低浓度聚丙烯酸可以诱导多层化尺度均一的Sr/Zn-OCP多孔微球颗粒形成,并且通过改变反应溶液的搅拌速率可以改变微球的尺度大小;同时,三种粒度微球堆积体均可见骨缺损内新骨再生,但是粒度最大的500μm微球修复骨缺损效率最高,在微球植入术后10、16周时新骨再生率达到37%和62%。以上研究结果表明多孔性Sr/Zn-OCP微球具有优良的生物活性效应,在解决病理性骨缺损再生修复方面具有良好应用价值。

磷酸八钙的制备方法与应用

磷酸八钙是骨、齿的主要成分之一,是羟基磷灰石的重要前驱体,具有良好的生物相容性和生物活性,是较好的骨替换材料。本文综述了磷酸八钙合成研究的最新进展,重点介绍和评述了磷酸八钙的合成与制备方法,分析了各种制备方法的特点,并对其在生物医用材料方面的应用进行了阐述。

均相沉淀法合成磷酸八钙纤维

采用均相沉淀法制备了磷酸八钙(OCP)纤维,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对产物进行表征,探讨了反应温度及反应物浓度等对产物组成及形貌的影响.实验发现合成条件对OCP形貌及产物组成的影响较大——提高体系反应温度有利于OCP的快速析出和产率的提高,所得产物也更为纤细;尿素浓度过低,所得产物的长短和粗细分布极不均匀;尿素浓度偏高,产物较为粗短,且产物为OCP和羟基磷灰石(HA)的混合磷酸盐;当反应物Ca(NO3)2为0.167mol/L、(NH4)2HPO4为0.1mol/L、(NH2)2CO为0.6～0.7mol/L,体系初始pH值在2.2左右,反应温度为90℃,反应体系中pH值恒定在5.0左右时结束反应,采用均相沉淀法可制得纤细的磷酸八钙纤维.

含布洛芬的碳酸钙@磷酸八钙颗粒的制备及药物释放行为

采用气相扩散法制备得到含布洛芬的碳酸钙（CaCO3-IBU）微球，并通过 Pechini 工艺沉积磷酸八钙（OCP）壳层后制备得到含 IBU 的碳酸钙/磷酸八钙（CaCO3-IBU＠OCP）.IBU 的添加量对 CaCO3-IBU 的物相和形貌有显著影响，这因为 IBU 的电离消耗 OH－离子，从而对 CO2气体的溶解、CO2－3离子的产生和 CaCO3-IBU的结晶行为都产生影响.在磷缓冲液（pH 值＝7．2～7．4）和 lysosome-like 缓冲液（pH 值＝4．7）中 IBU 自CaCO3-IBU＠OCP颗粒内释放的行为对溶液pH 值和OCP壳层结构（受柠檬酸、聚乙二醇及其分子量因素影响）敏感，这与IBU分子与CaCO3的作用机制及壳层内键合分子的位阻作用对IBU的扩散产生阻碍有关.

丝素蛋白/磷酸八钙复合材料生物界面的蛋白质吸附和细胞响应

为进一步了解仿生材料结构与功能的关系,为体内骨整合设计一个有利的种植微环境,通过电化学沉积技术调控电解液中丝素蛋白(SF)的质量浓度,制备了具有纳微米多级结构的丝素蛋白/磷酸八钙(SF/OCP)复合涂层。研究了丝素蛋白质量浓度对SF/OCP复合涂层的表面形貌、力学性能、蛋白质吸附以及细胞增殖行为的影响。结果表明:随电解液中丝素蛋白质量浓度的增加,涂层表面孔洞直径由(19.96±6.96)μm减小至(1.56±0.22)μm,OCP晶体宽度减小至纳米级别((26.84±8.2)nm);与纯OCP涂层相比,SF/OCP复合涂层(SF质量浓度为1.0 mg/mL)的弹性模量和硬度分别增加了约1.5和4.3倍;SF/OCP复合涂层选择性地增强了纤连蛋白(Fn)的吸附,经7 d的细胞培养后,SF/OCP复合涂层(SF质量浓度为1.0 mg/mL)表面的细胞活力是纯OCP涂层上的1.28倍。

骨组织工程用磷酸八钙复合材料的研究进展

磷酸八钙被认为是骨组织中羟基磷灰石的前驱相,拥有优良的生物降解性、更好的骨传导性和诱导性,是一种重要的骨替代材料。文中详细介绍了磷酸八钙的制备方法,阐述其与胶原、明胶、海藻酸钠、壳聚糖、丝素蛋白等有机材料结合形成复合材料的性能,以及其在骨组织工程中的应用。

纤维状磷酸八钙单晶体的合成方法及形成机理

纤维状的磷酸八钙陶瓷具有良好的生物活性及优异的力学性能,可与生物医用高分子复合形成编织状多孔材料,可作为骨替代物,也可作为催化剂的载体。本研究采用低温水溶液均相沉淀技术,以尿素为沉淀剂,通过控制离子在体系中的释放速度,使晶核按一定方式生长和发展,从而制备出结晶度好、纯净的纤维状磷酸八钙单晶体,而且该纤维能互相编织形成大片的薄膜。X射线衍射谱、红外吸收光谱、透射电镜分析证明所得晶体为磷酸八钙单晶体。

利福平/磷酸八钙骨水泥载药体系的制备及体外释放特性

为了研究磷酸八钙骨水泥(octacalcium phosphate,OCP)作为药物载体的体外释药行为,以利福平(rifampicin,RFP)作为模型药物,制备利福平/酸八钙骨水泥药物缓释体系。通过X射线衍射、红外光谱、场发射扫描电镜分析、万能电子试验机及紫外-可见分光光度计等测试方法,研究RFP对OCP的相组成、抗压强度的影响及其释药行为。结果表明:在OCP中添加适量的药物并不会影响最终产物的物相;对于药物含量一定的载体,药物释放时间在5 d后,强度变化趋于稳定;对于药物含量不同的载体,药物含量越高越容易导致载体的孔隙率增大,强度变小;药物含量分别为60 mg/g与40 mg/g的载体的释放特性都符合Higuchi扩散释放模型,但是前者的相关性更好。

聚烯丙基氯化铵调控的中空多孔磷酸八钙超结构及其对Pb(Ⅱ)的吸附特性

环境友好、价格低廉且易于批量化生产的矿物基吸附剂在环境污染物去除方面越来越显现出其优越性,但以往的研究多集中于晶相的矿物吸附剂,有关亚稳相的研究相对较少.因此,本文通过仿生矿化的方法,以聚烯丙基氯化铵(PAH)作为生长调节剂,在气相扩散过程中成功制备了由超薄纳米片构筑的中空、多孔磷酸八钙(Octacalcium Phosphate,OCP)微球.结果发现,制备的吸附剂具有较高的比表面积和孔隙率,且高分辨电镜图片显示其具有一定的非晶纳米区域,并对重金属离子Pb(Ⅱ)表现出优越的吸附特性.吸附实验证明,OCP/PAH对Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,最高吸附量可达1644.74 mg·g^(-1).该亚稳相矿物吸附剂出色的重金属吸附性能,为开发新型矿物吸附剂提供了新思路.

亚甲基蓝自二氧化硅@磷酸八钙载药颗粒的释放行为

采用改性的Pechini方法在含亚甲基蓝(methylene blue,MB)的二氧化硅颗粒(silica-MB)表面沉积磷酸八钙(octacalcium phosphate,OCP)后制备得到silica-MB@OCP,研究制备工艺条件对载药颗粒的结构、药物释放行为和载体降解性能的影响规律。研究发现聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)的分子量、PEG和柠檬酸的添加量对载药颗粒的物相、化学组成和形貌有显著影响。MB释放量和单体/二聚体的比例随时间的变化规律都对载药颗粒的结构和溶液pH值条件敏感,这与MB分子扩散行为受OCP壳层的结构和溶液条件影响有关。相比于silica-MB,silica-MB@OCP在磷缓冲液和lysosome-like缓冲液中的降解比例要高得多,这是由于M B扩散行为对颗粒结构的破坏产生显著影响导致的。

仿生型α-半水硫酸钙/磷酸八钙/透明质酸钠复合人工骨材料的细胞毒性实验

目的:通过进行体外细胞毒性实验研究,探讨α-半水硫酸钙/磷酸八钙/透明质酸钠(α-CSH/OCP/SH)复合人工材料的体外细胞毒性作用情况。方法:提取并纯化兔骨髓间充质干细胞(BMSCs);制备α-半水硫酸钙/磷酸八钙/透明质酸钠复合人工骨材料的浸提液;分别以培养基、0. 64%苯酚溶液为阴性/阳性对照组,25%、50%、100%浓度的材料浸提液为实验组;分别于第1、3、5、7天观察BMSCs生长状况、检测各组的吸光度(A)、计算细胞相对增殖率(RGR),并对材料的细胞毒性进行分级。结果:各实验组及阴性对照组中兔BMSCs均生长良好,呈典型长梭形;MTT实验结果表明各实验组阳性对照组之间吸光度(A)值的差异均有统计学意义(P<0. 05),且在相应时间节点上25%浓度实验组与50%、100%浓度实验组之间的A值也具有明显统计学差异(P<0. 05)。结论:仿生型α-半水硫酸钙/磷酸八钙/透明质酸钠对兔BMSCs无细胞毒性,且低浓度的材料浸提液对兔BMSCs增殖有利。

α-半水硫酸钙/磷酸八钙/RGD多肽复合材料的生物相容性研究

目的将α-半水硫酸钙(α-CSH)、磷酸八钙(OCP)与RGD多肽(RGD)复合,探究该复合材料的生物相容性。方法制备材料浸提液备用并作为实验组,α-CSH组、α-CSH/OCP组、α-CSH/OCP/RGD组。CCK-8实验将材料浸提液与前期实验保存的第3代新西兰大白兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)共培养,以完全培养液、0.64%苯酚溶液作为阴性及阳性对照,使用细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖状态,评估材料的细胞毒性。急性毒性实验:将材料浸提液注入购自武汉万千佳兴生物科技有限公司的MK小鼠(6个月龄,18~22 g)腹腔内,以生理盐水作为阴性对照,通过观察小鼠的生物学行为及死亡情况评估材料的急性毒性作用。皮内刺激实验将材料浸提液注入新西兰大白兔(3个月龄,2.0~2.5 kg)背部脊柱两侧皮肤,以生理盐水为阴性对照,通过观察注射部位皮肤出现红斑、水肿的情况评估材料的皮内刺激反应。以P<0.05为差异有统计学意义。结果CCK-8实验中α-CSH组1、3、5、7 d时BMSCs的相对增殖率(RGR)分别为85.87%、91.49%、91.30%、91.20%;α-CSH/OCP组分别为86.99%、92.53%、94.11%、89.98%;α-CSH/OCP/RGD组分别为91.45%、97.40%、97.66%、95.10%,3种材料浸提液共培养的BMSCs的RGR均>80%,按照细胞毒性分级其为0~1级,说明材料无细胞毒性。急性毒性实验中各组实验小鼠术后一般情况、行为活动、神经反应方面均未见异常,说明材料无急性毒性作用。皮内刺激实验中α-CSH组、α-CSH/OCP组、α-CSH/OCP/RGD组材料的原发刺激指数(PII)分别为0.125、0.250、0,均在0.0~0.4范围内,其反应类型为极轻微型。结论α-CSH/OCP/RGD多肽复合材料具有良好的生物相容性。

磷酸钙在凝胶体系中的仿生矿化研究

通过模拟牙釉质的生物矿化过程,在琼脂凝胶体系中研究两种磷酸钙晶体—磷酸八钙(Ca8H2(PO4)6.5H2O,OCP)和羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAP)的矿化过程:分别研究了不同pH值(pH=6.5,7.0,7.5)条件下以及添加I型胶原蛋白的凝胶体系中矿化所形成的磷酸钙晶体的组成和形貌。在凝胶体系中,当pH=6.5时主要形成OCP,形貌为较大尺寸的片状;pH=7.0,则形成了较短片状OCP与针状HAP的混晶;pH=7.5,则主要形成针状形貌的HAP。此外,当添加Ⅰ型胶原蛋白后,在pH=6.5时则主要形成较大尺寸的片状HAP,且互相平行排列成束。由实验结果可知:pH对凝胶体系中仿生合成的磷酸钙晶体的组成和形貌具有一定的调控作用,而Ⅰ型胶原蛋白则有利于诱导形成片状HAP晶体并且使之排列呈束状,其结构类似牙釉质晶体。

体内磷酸钙沉积晶体结构的透射电镜研究

羟基磷灰石(HA)和磷酸八钙(OCP)是生物陶瓷植入体表面磷酸钙沉积的两种常见晶型。由于HA和OCP具有相似的晶体结构,利用X射线衍射法(XRD)标定二者时,极易引起混淆。本文利用透射电镜(TEM)电子衍射和高分辨电子显微(HRTEM)技术,对狗和兔子体内磷酸钙沉积进行了比较研究,通过两套典型的电子衍射图证实狗和兔体内沉积物分别具有HA和OCP晶体结构。另外,分析比较了两套电子衍射图的相似之处,发现在进行高分辨观察时,OCP晶体内部由于含有结晶水更容易发生辐照损伤。

医用CVIC/C复合材料表面仿生沉积生物活性钙磷涂层

为了在医用化学气相渗透工艺 ( CVI) C/C复合材料表面制备生物活性钙磷涂层 ,用阴极声电化学工艺处理 CVIC/C复合材料 ,再将试样浸泡于过饱和钙磷溶液中 ,使其诱导钙磷晶体生长 .XPS研究表明 ,经声电工艺处理后 ,CVI C/C复合材料表面发生了改性 ;SEM,XRD和 FTIR研究表明 ,在过饱和钙磷溶液中 ,未经声电化学处理的 CVI C/C复合材料不具有诱导钙磷晶体生长的功能 ,而改性的 CVI C/C表面能够诱导钙磷晶体生长 ,形成片状五水磷酸八钙 ( OCP)涂层 .同时讨论了

钛合金表面高频感应热梯度新方法制备生物活性钙磷涂层探索

探索了一种新的生物活性钙磷陶瓷制备工艺,即将导电基体置于钙磷溶液中,通过高频感应的方式加热钛合金基体,同时通过设计相应的装置使钛合金附近区域形成温度梯度。这一温度梯度由钛合金基体表面向外逐渐降低,使基体表面形成了有利于钙磷沉积的热力学条件,从而使钙磷生物陶瓷能够在基体表面生长并形成涂层。初步研究结果证实,该工艺可在钛合金上制备出生物活性五水磷酸八钙涂层。

电沉积钙磷盐涂层及其影响因素的研究

发展在低温下电沉积钙磷盐的方法,制备了可以提高医用钛表面生物活性的涂层。考察了电流密度和温度的变化对涂层性质和形貌的影响,并应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶-红外光谱(FT-IR)对合成的生物材料进行分析和表征,探明了电沉积钙磷盐涂层主要因素的影响作用。结果表明,反应温度可导致钙磷盐涂层的形貌和组成的变化,电流密度则影响钙磷盐晶体的生长方向。

Sr+β-TCP+OCP材料对大鼠脂肪来源干细胞活性及成骨分化的影响

目的探究锶/β-磷酸三钙/磷酸八钙(Sr+β-TCP+OCP)材料对大鼠脂肪肪来源干细胞(r ADSCs)活性及成骨分化的影响。方法将SD大鼠安乐处死,进行r ADSCs原代培养后完成r ADSCs成骨诱导,制备Sr+β-TCP+OCP、β-TCP、OCP材料,随机分为1%Sr+β-TCP+OCP组、3%Sr+β-TCP+OCP组、5%Sr+β-TCP+OCP组、β-TCP组、OCP组、对照组(成骨诱导培养液)。甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测r ADSCs增殖,检测碱性磷酸酶(ALP)活性及钙离子含量,蛋白质免疫印迹(WB)检测r ADSCs成骨相关蛋白。结果与对照组和3%Sr+β-TCP+OCP组相比,β-TCP组、OCP组、1%及5%Sr+β-TCP+OCP组第1天、3天、6天吸光值(A)均下降(P<0.05)。在d3、d65%Sr+β-TCP+OCP组A值均低于β-TCP组、OCP组、1%Sr-β-TCP组(P<0.05)。随着时间延长,各组A值均升高(P<0.05)。与对照组、β-TCP组、OCP组相比,1%、3%Sr+β-TCP+OCP组ALP活性、钙离子含量升高(P<0.05),5%Sr+β-TCP+OCP组ALP活性、钙离子含量降低(P<0.05);3%Sr+β-TCP+OCP组ALP活性、钙离子含量高于1%、5%Sr+β-TCP+OCP组(P<0.05);1%Sr+β-TCP+OCP组ALP活性、钙离子含量高于5%Sr+β-TCP+OCP组(P<0.05)。与对照组和β-TCP组、OCP组相比,3%Sr+β-TCP+OCP组runt相关转录因子2(Runx2)、增殖细胞核抗原(PCNA)降低,1%、5%Sr+β-TCP+OCP组Runx2、PCNA升高(P<0.05);3%Sr+β-TCP+OCP组Runx2、PCNA低于1%、5%Sr+β-TCP+OCP组(P<0.05);1%Sr+β-TCP+OCP组Runx2、PCNA低于5%Sr+β-TCP+OCP组(P<0.05)。结论3%Sr+β-TCP+OCP材料能提高r ADSCs生物学活性以及成骨分化能力,可能与调整Runx2/PCNA信号通路有关。

pH值对模拟体液中羟磷灰石晶体生长的调控

在37℃时,配制了与人体血液等钙磷比的模拟体液（SBF）,在不同pH值下合成了含钙磷酸盐。通过X射线电子衍射（XRD）、傅立叶红外吸收光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对磷酸盐的物相组成、微观形貌进行了表征。结果表明,pH=5.9时,能生成晶型较完好的磷酸氢钙（DCPD）、磷酸八钙（OCP）和羟磷灰石（HA）的混合物,其中DCPD片状晶体长约10μm,宽约3μm;OCP片状晶体长约200 nm,宽50~100 nm;HA棒状晶体长约200 nm,宽约10 nm,HA柱状晶体长40~50 nm,宽约20 nm。pH=5.9~6.4时,HA晶体的长径比随pH值增加而增大,晶体沿c轴生长。pH〉6.4时,产物为HA,且其长径比随pH值的增加而减小。pH=5.9~8.9时,HA的结晶度随pH值增加而降低。实验时空气中的CO2溶入矿化液,形成的CO2-3能进入HA晶格,形成与生物成因成分特征相符的碳羟磷灰石。