医用羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能研究

目的 :利用纳米二氧化钛的耐生理腐蚀和抗菌特性 ,以及纳米羟基磷灰石的生物活性 ,制备羟基磷灰石 /二氧化钛纳米复合生物材料 ,以发挥其综合优势。方法 :用溶胶 -凝胶法制备了纳米羟基磷灰石 /纳米二氧化钛复合材料 ,以透射电镜 (TEM )、X射线衍射仪 (XRD)和红外光谱 (IR)对复合材料的物相、组成、结构和性能进行了分析。结果 :实现了羟基磷灰石和二氧化钛以纳米级形式复合 ,且它们之间产生了化学键合。结论 :该种无机纳米复合材料可用于口腔修复和制备新型无机 /有机纳米复合生物活性材料。

万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管的抗菌性能

背景:研究表明,钛金属纳米管涂层不仅能够促进材料本身的生物活性,同时还可作为药物载体负载抗生素及生长因子等。目的:检测万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管的体内外抗菌性能。方法:检测万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管、万古霉素/二氧化钛纳米管的体外释药性能。将1010L-1的金黄色葡萄球菌稀释液分别铺于商业钛金属、二氧化钛纳米管及万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上,24 h后,扫描电镜观察细菌生长情况,聚焦扫描电镜观察细菌活性。结果与结论:(1)扫描电镜观察:金黄色葡萄球菌在万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的数量最少且细菌形态破坏;(2)聚焦扫描电镜观察:万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的细菌数量及活菌数量最少,商业钛金属上的活菌数量最多;(3)体外释药性能:万古霉素从羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的释放时间长达18 d,从二氧化钛纳米管上的时间仅仅约为4 h;(4)结果表明:万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管具有良好的抗菌性能及缓释性能。

负载银离子的羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料的成骨细胞相容性研究

目的观察添加负载银离子的羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料(nAg-HA/TiO2)对成骨细胞超微结构及细胞活性的影响。方法将成骨细胞分别在添加了不同浓度(10μg/mL^500μg/mL)的nHA或nAg-HA/TiO2的培养基中培养2、6、8、24、72及120h,通过透射电镜观察、细胞计数及MTT法检测细胞超微结构、细胞增殖及线粒体活性,并计算单位细胞呼吸率。结果与空白对照组相比,纳米材料组细胞增殖及总体线粒体活性均受到抑制(P<0.05),且纳米材料浓度越高,对细胞的抑制作用越显著。但纳米材料组细胞呼吸率即单位细胞线粒体活性较高(P<0.05)。纳米材料对细胞超微结构无明显影响;同浓度nAg-HA/TiO2组与nHA组之间各项检测结果的差异无统计学意义(P>0.05)。结论nAg-HA/TiO的成骨细胞相容性与nHA近乎相同。

氧化石墨烯辅助仿生矿化原位合成羟基磷灰石

羟基磷灰石(HAp)是一种与人体骨骼成分类似的无机材料,具有良好的生物相容性。本文以氧化石墨烯(GO)为模板,通过模拟体液(SBF)仿生矿化原位合成了HAp纳米粒子。通过SEM、XRD、EDS和拉曼光谱等测试分析研究了矿化时间、SBF/GO体积比对矿化产物物相组成、形貌和结构的影响。结果表明,矿化处理后的GO表面形成了大量均匀分布的类骨HAp。随着矿化时间延长和SBF体积占比增大,矿化产物的尺寸及数量增大,GO层间距逐渐扩大。本研究验证了GO辅助合成HAp的可行性,拓展了仿生矿化法的应用领域。

羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层促进大鼠骨缺损的修复

背景:钛及钛涂层材料在口腔种植领域广泛运用,但仍存在着种植体周围炎、种植体脱落及松动等现象,因此对纯钛的表面改性成为了口腔医学研究的热点问题。目的:探究钛表面羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层的物理性能及促成骨性能。方法:在电压为10,30,50 V条件下,采用电化学沉积法在钛表面分别制备羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层,表征涂层的微观形貌、亲水性能,筛选最佳电压条件下制备的复合涂层,用于动物实验。取54只SD大鼠,在双侧后肢股骨头制备直径2 mm、深度7 mm的缺损,随机分3组干预,每组18只:空白组不植入钛材料,纯钛组植入纯钛材料,涂层组植入负载羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层钛材料,植入后第4,8,12周取材,通过X射线片、Micro-CT扫描、病理切片染色观察成骨效果。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,当电压为10 V时,涂层中出现了大量的裂纹和块状物;当电压升至30 V时,涂层仍然存在一些小的块状物,但整体上表现出较为平坦的均匀性;当电压为50 V时,涂层的分布更加均匀,裂纹和斑点也减少。在50 V电压下制备的复合涂层亲水性能最佳。综合以上,动物实验选择在50 V电压下制备的复合涂层材料。(2)X射线片显示种植体植入位置相对固定,未产生严重的术后炎症反应。Micro-CT扫描结果显示,涂层组种植体表面新骨形成速度与成骨量均优于纯钛组(P <0.001)。病理切片苏木精-伊红染色、Masson染色进一步证实了Micro-CT扫描结果。病理切片免疫组化染色显示,纯钛组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于空白组(P <0.001),涂层组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于纯钛组(P <0.001)。(3)结果显示,羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层材料具有良好的物理性能与促成骨性能。

氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层对RAW264.7巨噬细胞免疫活性的影响

背景:纯钛种植体植入机体后存在骨融合失败或者种植体周围感染等问题,因此对钛种植体表面进行改良已成研究的热门话题。巨噬细胞是机体应对外界刺激的一道免疫防线,任何生物材料植入体内后的相关免疫反应均与巨噬细胞相关。目的:采用电化学沉积法在纯钛片表面制备氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,分析涂层的表面特征及对RAW264.7巨噬细胞生长、极化的影响。方法:采用电化学沉积法在纯钛片表面分别制备单纯氧化石墨烯涂层、氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,表征涂层的物理性能。将纯钛片(空白组)、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(对照组)、沉积氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层的钛片(实验组)分别与RAW264.7巨噬细胞共培养,采用CCK-8法、DAPI染色检测细胞增殖,扫描电镜观察细胞在钛片表面的黏附,流式细胞仪检测细胞极化表型。结果与结论:(1)扫描电镜下可见纯钛片有定向划痕与少量点状凹陷;沉积单纯氧化石墨烯涂层后,钛片表面可见较多裂纹沟壑和大小不均匀的颗粒状物,以及氧化石墨烯特征的褶皱样结构;沉积复合涂层后,钛片表面较光滑,可见团状颗粒,颗粒大小较为均匀。沉积复合涂层钛片的水接触接角小于纯钛片、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(P <0.05)。(2)CCK-8检测与DAPI染色显示,相较于空白组、对照组,实验组细胞增殖更快。扫描电镜下可见RAW264.7细胞均黏附于3组钛片表面,随着培养时间的延长细胞形态发生改变,由圆形向梭形转变,至培养7 d时,空白组细胞伸出的伪足短而少,对照组细胞伸出长而多的伪足,实验组细胞伸出短而多的伪足,并且实验组细胞整体饱满度最优。流式细胞仪检测显示,实验组细胞更高比例向抗炎方向M2型极化。(3)结果表明,氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层具有良好的理化性能及生物学性能。

氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层材料的理化性质及生物相容性

背景:医用钛及钛合金种植体在临床应用中已经取得较好的治疗效果,但是仍存在种植体周围炎、松动、脱落等现象。目的:探究氧化石墨烯涂层材料的理化性能及其对骨髓间充质干细胞的影响。方法:①采用电化学沉积方法在钛片表面分别制备羟基磷灰石涂层和氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层,通过扫描电镜、X射线能量色散谱、X射线光电子能谱、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪分析涂层的表面形貌、物相结构、官能团、元素成分及表面亲水性能;②分离培养小鼠骨髓间充质干细胞,分别接种于纯钛、羟基磷灰石涂层和氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面,利用CCK-8法和扫描电镜对材料表面细胞的增殖、形态和生长状态进行评价。结果与结论:①扫描电镜、X射线能量色散谱显示,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面较羟基磷灰石涂层、纯钛更平展、致密及均匀;X射线光电子能谱、X射线衍射、拉曼光谱显示,在钛片表面成功制备了羟基磷灰石涂层、氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层;氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层的亲水性能较羟基磷灰石涂层、纯钛更优;②CCK-8检测显示,随着共培养时间的延长,3组材料表面的骨髓间充质干细胞数量增加,共培养1,4,7 d,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面的细胞增殖吸光度值均高于羟基磷灰石涂层、纯钛(P<0.0001);共培养4 d后的扫描电镜显示,3组材料表面的骨髓间充质干细胞均呈纺锤形,其中氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层表面的细胞具有较好的拉伸性能,呈多边形,细胞边缘可见多个触角黏附于涂层表面,且表面的丝状足伸长量较纯钛和羟基磷灰石涂层多;③结果显示,氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层材料是一种理化性能及生物学性能良好的涂层材料。

二甲双胍对微弧氧化羟基磷灰石涂层金属钛表面的糖尿病大鼠BMSCs细胞增殖和成骨分化的影响及机制研究

目的探究二甲双胍(Met)对微弧氧化羟基磷灰石(MAO-HA)涂层金属钛表面的2型糖尿病(T2DM)大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)细胞增殖和成骨分化的影响及作用机制。方法20只SPF级雄性大鼠随机分为正常组(NC组)、T2DM组、低剂量二甲双胍组(Met-Low组)、高剂量二甲双胍组(Met-High组),每组5只。采用高糖高脂饲料喂养4周联合腹腔注射链脲佐菌素(STA,50 mg/kg)建立T2DM大鼠模型。Met-Low、Met-high组大鼠分别进行二甲双胍150 mg·kg^(-1)·d^(-1)、300 mg·kg^(-1)·d^(-1)灌胃,NC组、T2DM组以等量0.9%氯化钠溶液灌胃。灌胃4周后,处死大鼠并分离股骨、胫骨中的BMSCs。采用电化学法(ELC)和微弧氧化法(MAO)制备羟基磷灰石(HA)涂层金属钛材料。将正常大鼠来源的BMSCs种植于ELC-HA、MAO-HA涂层表面,培养48 h后,扫描电镜观察涂层表面形态及BMSCs在其表面的吸附情况。将不同来源的BMSCs种植于MAO-HA涂层表面,并分为NC组、T2DM组、Met-Low组、Met-High组。培养48 h后,CCK-8、EdU染色检测BMSCs增殖能力;碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色检测BMSCs成骨分化能力;Western blot检测细胞增殖相关标志物[增殖细胞核抗原(PCNA)、Ki67]、成骨分化相关标志物[碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)]、Wnt/βcatenin通路相关蛋白[Wnt3a、β连环蛋白(βcatenin)、糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)]蛋白水平。结果MAO-HA涂层表面具有均匀粗糙的孔隙,其上BMSCs充分伸展,细胞突起粗大,而ELC-HA涂层表面十分光滑,其上BMSCs皱缩,突起较细。与NC组相比,T2DM组BMSCs细胞存活率、EdU阳性细胞率及成骨分化能力明显降低,BMSCs中PCNA、Ki67、ALP、OCN、OPN、Wnt3a、βcatenin蛋白水平明显降低,GSK-3β蛋白水平明显升高(均P<0.05)。与T2DM组相比,Met-Low组和Met-High组BMSCs细胞存活率、EdU阳性细胞率及成骨分化能力明显升高,BMSCs中PCNA、Ki67、ALP、OCN、OPN、Wnt3a、βcatenin蛋白水平明显升高,GSK-3β蛋白水平明显降低(均P<0.05)。结论二甲双胍能够促进MAO-HA金属钛表面T2DM大鼠BMSCs增殖和成骨分化能力,其可能通过激活Wnt/βcatenin通路发挥作用。

羟基磷灰石和二氧化钛纳米粒子溶胶的血液相容性

羟基磷灰石 (HAP)和二氧化钛 (TiO2 )纳米粒子是两种具有潜在应用前景的生物材料。本文通过溶血实验、小鼠出血和凝血时间、凝血酶原时间 (PT)和白陶土部分凝血活酶时间 (PTT)测定等对两种纳米粒子溶胶的血液相容性行了初步评价。结果显示 ,HAP纳米粒子溶胶、溶血实验阴性 ,显著延长小鼠的出血、凝血时间和大鼠白陶土部分凝血活酶时间和凝血酶原时间。TiO2 纳米粒子溶胶对小鼠的出、凝血时间无影响 ,溶血实验阴性。对大鼠白陶土部分凝血活酶时间和凝血酶原时间也无影响。两种纳米粒子溶胶均可使体外家兔红细胞发生凝聚。上述实验不同的结果主要与使用了不同的稳定剂有关 :HAP稳定剂为肝素 ,TiO2 稳定剂为聚氯乙烯 (PVC)。提示 ,在考虑纳米粒子溶胶的生物学应用前景时 ,除了纳米粒子本身的性质 。

载银二氧化钛纳米羟基磷灰石／聚酰胺66复合材料的生物相容性及其安全性

背景:理想的修复材料是既具有良好生物相容性,又具有成骨能力。任何一种生物材料必须具备使用安全性和良好的生物相容性,这是生物材料获准临床使用的前提。目的:探讨载银二氧化钛纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(TiO2-Ag-nHA/PA66)骨修复材料的体内生物相容性及安全性。设计、时间及地点:随机对照,重复测量设计,于2008-07/2009-07在重庆医科大学完成。材料:清洁级3周龄昆明小鼠40只,同窝同系健康成年新西兰大白兔32只,均由重庆医科大学实验动物中心提供。粉末状TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料10g,直径5mm×长度25mm和直径3mm×长度5mm的TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料各32根,由四川大学纳米生物材料研究中心提供。方法:①急性全身毒性试验:40只小鼠随机分为实验组和对照组,选择粉末状复合材料制备材料浸提液,将浸提液注入实验组小鼠腹腔内,对照组注入等量生理盐水。②肌内埋植实验:16只兔随机分为实验组和对照组,实验组每只兔左、右竖脊肌各植入2根直径5mm×长度25mm复合材料,对照组行相同的手术操作但不植入任何材料。③骨内埋植试验:取剩余16只兔,每只兔左、右外上髁各植入1根直径3mm×长度5mm柱状复合材料。④溶血试验:取抗凝兔血8mL,分别加入复合材料粉末0.1,0.15,0.2g。主要观察指标:TiO2-Ag-nHA/PA66的体内生物相容性及安全性。结果:急性全身毒性试验结果表明,两组小鼠活动及进食良好,呼吸正常,无瘫痪、惊厥及死亡发生,小鼠体质量稳定。肌内埋植试验和骨内埋植试验结果显示,植入前及植入后4d,1周,2周,两组丙氨酸氨基转移酶、天门冬酸氨基转移酶、尿素氮、肌酐水平及白细胞数量均无明显差异(P>0.05),且实验组内各时相点比较亦无明显差异(P>0.05)。肌内埋植中,实验组的组织切片示材料周围的包裹组织,材料周围炎性演变转归与对照组基本相似;骨内埋植中,实验组的组织切片示围绕材料出现新骨。溶血试验结果显示,3种浓度梯度的TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料其溶血率均未超过5%,达到标准要求。结论:TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料具有良好的生物相容性及生物安全性。

含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能

背景:提高钛种植体的抗菌性能,降低种植体周围炎的发生,是提高钛种植体成功率的有效方法。目的:观察含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能。方法:在纯钛表面先通过微弧氧化方法形成多孔二氧化钛,然后通过溶胶-凝胶法在其上形成含锌羟基磷灰石二氧化钛生物涂层。采用电感耦合等离子发射光谱仪测定各组钛样品Zn2+的释放浓度;通过抑菌实验及扫描电镜观察接种于复合涂层钛样品表面的牙龈卟啉单胞菌黏附数量和形态。结果与结论:在Tris缓冲液中Zn2+的释放浓度随着前体溶液中Zn/Ca摩尔比的增加而增加,牙龈卟啉单胞菌在复合涂层钛样品表面生长受到明显的抑制,黏附在材料表面的细菌形态发生改变。结果可见含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层具有较好的抑菌性能。

等离子喷涂-水热处理制备二氧化钛-羟基磷灰石复合涂层

为克服等离子喷涂羟基磷灰石生物涂层在结合强度和成分上的缺点 ,通过在钛合金基体上等离子喷涂二水磷酸氢钙和二氧化钛 (锐钛矿型 )复合粉末 ,并后续水热处理 ,制备了二氧化钛 -羟基磷灰石复合涂层。结果表明 :二水磷酸氢钙和二氧化钛复合粉末的等离子喷涂涂层由CaHPO4,Ca2 P2 O7,Ca3(PO4) 2 ,非晶磷酸钙和二氧化钛组成。水热处理涂层由羟基磷灰石和二氧化钛组成 ,升高水热处理温度可提高涂层中羟基磷灰石的结晶性。随着原始粉中二氧化钛加入量的增加 ,喷涂涂层中磷酸钙的含量和水热处理涂层中羟基磷灰石的含量减少 ,羟基磷灰石的晶体形貌从细针状变为小颗粒状 ,喷涂涂层和水热处理涂层的结合强度也随之升高。当二氧化钛的质量分数为 60 % ,水热处理涂层的结合强度可达

二氧化钛纳米管上电沉积羟基磷灰石

在NaF和H3PO4水溶液体系中,用电化学阳极氧化法在钛板表面形成一层结构规整有序的高密度TiO2纳米管阵列。随后在阳极氧化的钛基材表面沉积磷酸钙盐涂层,再经碱热处理使磷酸钙涂层转变为羟基磷灰石涂层。扫描电镜(SEM)观察了TiO2纳米管的微观结构以及生成的羟基磷灰石的形貌,X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,电化学工作站(CHI660)研究了试样在模拟体液中的极化行为。结果显示,Ti金属表面制备的规整的TiO2管直径约100nm左右。电沉积涂层CaHPO4.2H2O经碱处理后转变为羟基磷灰石。

碱改性生物炭负载纳米羟基磷灰石的制备及对染料的吸附研究

实验制备了碱改性生物炭负载纳米羟基磷灰石复合材料(BC/N-HAP),并以罗丹明B(RB)为目标污染物,考察该材料负载量、吸附剂使用量、pH及共存离子对罗丹明B去除效果的影响,并对吸附机理进行了探讨。实验结果表明,纳米羟基磷灰石成功负载到生物炭表面,当负载率为100:1(W/W BC:N-HAP),复合材料使用量为50 mg,体系pH为10时,60 min内罗丹明B的去除率为87.8%。动力学研究表明,该吸附过程符合伪二级动力学方程(R^(2)>0.99);热力学研究表明,该过程是自发吸热反应,符合Langmuir单分子层吸附模型。静电作用是复合材料吸附RB染料的主要作用力。

硫化铜/氧化石墨烯/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合材料的抗菌及促成骨作用

目的探讨硫化铜(CuS)/氧化石墨烯(GO)/壳聚糖(CS)/纳米羟基磷灰石(nHA)复合材料(CGCHs)的抗菌和促成骨作用及其作用机制。方法采用水热法合成CuS/GO纳米颗粒,通过原位沉淀法合成CS/nHA支架和CGCHs支架,检测材料表征、光热转换性能和生物安全性,评估CGCHs组和近红外光(NIR)照射下CGCHs(CGCHs+NIR)组的细菌抑制效果及其对细菌生物膜相关基因表达的影响,观察CGCHs和CS/nHA不同材料组的促成骨分化和成骨、破骨相关基因表达。结果CGCHs是具有高度孔隙率的三维支架,在CuS/GO浓度为200μg/mL时CGCHs同时兼具良好的红外升温效果和生物安全性。琼脂糖平板涂菌和细菌死活染色结果均表明CGCHs+NIR组抗菌性能最佳,生物膜相关基因qPCR检测证实其具有抑制细菌生物膜相关基因表达的作用。茜素红染色结果表明CGCHs具有良好的体外促成骨性能,体外共培养3、7、14、21和28 d qPCR结果表明CGCHs对成骨早期和晚期相关基因表达均具有促进作用。与破骨细胞共培养结果可观察到CGCHs具有抑制破骨细胞形成的作用,细胞凋亡检测结果进一步验证这一结论,破骨分化相关基因qPCR检测结果表明,CGCHs主要通过抑制抗酒石酸酸性磷酸酶、组织蛋白酶K、CTR、P65和P38在共培养7、14 d的表达来抑制破骨细胞的分化。结论作为纳米复合材料,CGCHs生物安全性好,具有良好的红外光热协同抗菌作用,在促成骨分化的同时抑制破骨细胞分化,有望为感染性骨缺损治疗提供新的思路。

羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶修复兔骨软骨缺损

背景:关节骨软骨缺损是目前骨科医生面临的难题,传统修复方法难以取得满意疗效,以羟基磷灰石-聚乙烯醇为基础的复合水凝胶材料是目前研究的一个方向。目的:制备羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征其物理学特征,验证其植入体内后的组织相容性及细胞黏附增殖能力,探讨其对兔骨软骨缺损的修复效果。方法:利用3D打印技术制备圆柱状多孔聚乳酸支架(孔径分别为1.2,1.4,1.6,1.8 mm),再将聚乙烯醇及羟基磷灰石混合乳液灌入聚乳酸支架中,经过冻融及二氯甲烷溶解后制成羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶。然后将胶原-壳聚糖-明胶混合液灌入羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶中,利用京尼平进行交联,最后经乙醇清洗及冷冻干燥制成羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征4组水凝胶的物理学特征,筛选性能最优的水凝胶进行后续实验。将羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶、胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶分别植入SD大鼠皮下,苏木精-伊红与Masson染色观察材料表面的细胞黏附生长状况。在15只兔双侧膝关节股骨滑车制作骨软骨缺损(直径5 mm、深6 mm)模型,左侧植入复合水凝胶(实验组),右侧未植入任何材料(对照组),Micro-CT及组织学检测来评估其对骨软骨缺损的修复效果。结果与结论:①综合孔隙率、含水率、力学测试及扫描电镜结果,得出孔径1.2 mm的羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶更符合天然软骨的一般特性,用于后续实验;②苏木精-伊红与Masson三色染色显示,随着材料植入大鼠皮下时间的延长,两种材料周边黏附的细胞均明显增多,其中胶原-壳聚糖-明胶植入后的细胞增殖状况更好,可见大量细胞长入其形成的网状结构,且网状结构也逐渐降解;③在兔骨软骨缺损实验中,至术后8周时,Micro-CT检查显示实验组植入的材料和周围骨-软骨整合良好,其表面及内部均有部分骨长入,对照组软骨及软骨下层仍然存在明显的缺损,未形成有效修复;苏木精-伊红与甲苯胺蓝染色显示,实验组植入复合水凝胶4-8周后即与周围骨软骨发生整合,随着时间的延长材料表面逐渐有新生软骨形成,至12周时缺损处大部分被新生软骨覆盖,软骨下层也出现良好的骨长入;对照组至术后12周虽然深层骨缺损大部分修复、浅层的软骨及软骨下骨缺损也有一定程度修复,但主要被纤维组织及部分纤维软骨替代;④结果表明,羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶材料可仿生天然软骨的结构和功能,在动物实验中能有效修复骨软骨缺损。

微弧氧化-水热合成法在二氧化钛膜上制备羟基磷灰石涂层

利用微弧氧化技术在钛片和钛合金表面得到二氧化钛薄膜，在高压釜中利用水热合成反应在二氧化钛薄膜上生成羟基磷灰石涂层，制备出晶粒较完整的羟基磷灰石纳米棒。借助X射线衍射、扫描电镜对样品的组分、形貌进行了分析。

羟基磷灰石的电化学制备及其除氟性

采用清洁简便的多扫循环伏安法制备出羟基磷灰石(HAP),利用X射线衍射仪与红外光谱仪分析了合成的中间产物二水磷酸氢钙(DCPD)、最终产物HAP的晶面结构与官能团。扫描电镜显示HAP的表面形貌呈现分散性较好的棒状结构。同时,以水中F^(-)为吸附对象,研究了水中条件参数如pH、温度、阴离子含量等对所合成HAP吸附F^(-)容量的影响。结果表明,在pH为3~6的范围内,HAP对F^(-)的吸附量随pH升高逐渐增大,并在pH为6时达到最大;pH在6~10的范围内,HAP对F^(-)的吸附量随pH升高逐渐下降。水中可能共存的阴离子如Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-),不干扰HAP对F^(-)的吸附。在15~55℃的温度范围内,温度升高,HAP吸附容量增加,并在55℃时达到8.36 mg/g的最大吸附量,高于文献中同类材料的吸附量;经过4次吸附-脱附试验,HAP对模拟废水中F^(-)的去除效果依然符合国家标准。此外,HAP对F^(-)的吸附是一熵增、吸热的自发过程,符合Langmuir-Freundlich、Dubinin-Radushkevich两种吸附等温模型,并遵循颗粒内扩散的动力学反应机制。

多孔羟基磷灰石负载掺杂Fe^(3+)二氧化钛薄膜的光催化性能研究

通过将多孔羟基磷灰石(HAP)浸渍于掺杂Fe3+二氧化钛溶胶中再经干燥、烧结,制备出负载光催化剂。采用TEM、FT-IR和XRD对负载情况和物相进行了表征,此外重点讨论了不同的Fe3+掺杂量、煅烧温度和光照条件因素对光催化性能的影响。研究发现Fe3+的掺杂量对光催化性能有较大影响,当掺杂量为0.5%时对甲基橙有最大降解率为43.6%;煅烧温度对于光催化性能的影响更大,在600℃时由于锐钛矿和金红石共存而产生的混晶效应有利于催化性能的提高;此外研究还发现在卤钨灯下可获得最大降解率。

二氧化钛与羟基磷灰石纳米复合材料制备与表征

通过在水溶液中将由磷酸氢氨和硝酸钙制得的“盐溶液”与由钛酸正丁酯和冰醋酸制得的“酯溶液”反应，并将产物在800℃下活化4h，获得二氧化钛与羟基磷灰石的纳米复合物．用X射线衍射、红外光谱和透射电镜（TEM）对纳米复合物的组成和结构进行了研究．红外光谱显示了TiO2和PP3^4-的两个特征峰，证实了纳米复合物由二氧化钛和羟基磷灰石组成．透射电镜表明，羟基磷灰石包覆在二氧化钛微晶颗粒的表面，形成颗粒尺寸约为100nm的二氧化钛／羟基磷灰石复合物．X射线衍射图谱显示所得的二氧化钛与羟基磷灰石纳米复合物在20—30°～35°处出现3个新的衍射峰，说明纳米复合物的二氧化钛与羟基磷灰石界面上可能生成了分子复合物．