表面活性剂对羟基磷灰石纤维形貌的影响

以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4水溶液为前驱体,采用水热均相沉淀法制备了结晶度较高的羟基磷灰石纤维,研究了表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇(PEG)及其含量对产物形貌和相组成的影响。结果表明,采用这三种表面活性剂制备的产物都是羟基磷灰石,部分样品含有少量碳酸钙杂质。加入CTAB和SDS均会对纤维的生长起到抑制作用,得到纤维与球形团聚体并存的产物,而PEG的加入在一定程度上促进了纤维的生长。

氨基酸对水热合成羟基磷灰石纤维形貌的影响

以Ca(NO_3)_2·4H_2O和(NH_4)_2HPO_4的水溶液为前驱体,基于生物矿化的基本原理,利用水热法制备结晶度较高的羟基磷灰石(HA)纤维,重点研究酸性氨基酸L-谷氨酸(Glu)、中性氨基酸L-苯丙氨酸(Phe)和碱性氨基酸L-赖氨酸(Lys)的添加对产物物相和形貌的影响。结果表明:添加这3种氨基酸均对产物的物相影响不大,制得样品的主要组成相都是HA,部分样品含有少量碳酸钙。3种氨基酸的加入均改变纤维沿c轴生长的趋势:加入Glu后得到球状形貌的HA,Lys的加入使得产物形貌变得不均匀,而加入Phe后得到分散性较好的棒状纤维。

国际羟基磷灰石纤维的新颖制备方法综述

目前在国际上已开发出制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2:HAp)纤维的新颖方法。羟基磷灰石纤维可通过在空气中1000℃的温度加热一种压缩块来成功地加以合成,这种压缩块由β-磷酸钙(β-Ca(PO3)2)纤维和(Ca(OH)2)颗粒组成,压缩之后用稀盐酸水溶液加以处理。压缩块中的β-Ca(PO3)2纤维和Ca(OH)2经过加热就转变成了纤维性的HAp和CaO相,其中的CaO经过酸洗而除去。在这种情况下获得的HAp纤维长度为40～150μm、直径为2～10μm。它们与β～Ca(PO3)2纤维的尺寸大小几乎差不多。

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性

背景:天津大学材料学院利用仿生学方法制备的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料,具有与天然骨相似的结构和性能。目的:研究纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性。方法:1急性全身性毒性实验:将纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水分别注射至昆明小鼠腹腔,注射24,48,72 h记录小鼠体质量。2致敏实验:在日本大耳白兔背部皮下分别注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水,72 h内观察注射部位水肿及红斑情况,间隔14 d后再次行激发实验。3热源实验:在日本大耳白兔耳缘静脉注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液,注射后检测体温变化。4溶血实验:在稀释的兔抗凝血中分别加入纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液、生理盐水与蒸馏水。5将第3代兔骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料共培养,观察材料表面细胞增殖、生长及黏附状态。结果与结论:纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料无急性全身毒性、无致敏性、无热源反应、无溶血反应,该支架材料具有三维网络结构,骨髓间充质干细胞在材料表面生长、增殖及黏附良好,表明纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料具有良好的生物相容性与细胞相容性。

骨组织工程用纳米羟基磷灰石/细菌纤维素的体外降解行为研究(英文)

将细菌纤维素浸泡在模拟体液中沉积而形成的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料(nano-HA/BC),被认为是在骨组织工程领域中理想的支架材料。从以下几方面分析nano-HA/BC在磷酸盐缓冲液(PBS)中浸泡不同时间后的降解行为及其相应的机制:材料的降解程度、nano-HA颗粒的稳定性和BC的结构变化。结果表明,nano-HA/BC在PBS溶液中浸泡一定时间后,nano-HA颗粒会逐渐溶解或脱落,水分子直接与BC纤维丝相互作用。在水分子和离子的作用下,BC的结晶度降低,BC分子链中分子间和分子内的结合力降低,甚至部分非结晶区内C—O—C键断裂。而C—O—C键的断裂是nHA/BC在PBS溶液中BC大分子降解的主要机制。研究结果对于研究骨组织工程支架材料nHA/BC的体内降解行为具有重要的指导意义。

碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

采用树脂传递模塑 (RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石 (HA) 环氧树脂两种复合材料 ,并测试了其力学性能。结果表明 ,RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA 环氧复合材料的冲击韧性高于碳纤维增强环氧复合材料 ,而弯曲强度和弯曲模量低于碳纤维增强环氧复合材料。两种复合材料的弯曲强度远高于人体皮质骨 ,弯曲模量与皮质骨非常接近。动态力学分析 (DMA)表明加入HA后 ,复合材料的贮存模量和内耗降低 。

纳米羟基磷灰石／细菌纤维素对兔骨髓间充质干细胞黏附及成骨分化的影响

目的观察纳米羟基磷灰石／细菌纤维素（nHA／BC）复合支架对兔骨髓间充质干细胞（BMSCs）的黏附及成骨分化的影响，以探讨其在骨组织工程领域潜在的应用价值。方法培养及鉴定兔BMSCs，将BMSCs与nHA／BC体外复合，倒置相差显微镜及扫描电镜观察BMSCs与nHA／BC的复合情况。利用诱导培养基诱导细胞成骨分化，观察细胞分化过程中的形态变化、扫描电镜观察矿化基质沉积。结果第3代BMSCs呈均匀一致的长梭形，流式细胞仪检测其表面抗体CD44阳性，CIM5阴性。倒置相差显微镜下观察BMSCs能够在表面有效的黏附生长，保持细胞形态，至7天时细胞融合成片。扫描电镜观察：nHA／BC呈三维立体多孔结构，BMSCs与nHA／BC复合后，BMSCs伸出伪足黏附在表面及孔隙内，细胞相互连接、融合。细胞诱导后呈现明显的成骨细胞特征，可见钙结节生成。扫描电镜观察可见nHA／BC膜上明显的矿物质沉积，并与nHA／BC膜紧密相连，结节中可见大量粗大的颗粒。结论nHA／BC能促进兔BMSCs黏附，为成骨分化提供结构支撑。

羟基磷灰石纳米纤维增强甲基丙烯酸酐改性明胶复合水凝胶的制备及性能

采用溶剂热法制备了具有超高长径比的羟基磷灰石(HAP)纳米纤维,并将其与甲基丙烯酸酐改性明胶(GelMA)结合,利用紫外光交联制备了HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶。通过SEM、XRD、力学测试、溶胀测试、降解测试、细胞培养等对HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶进行结构表征和性能测试。SEM断面观察表明,HAP纳米纤维/GelMA水凝胶呈三维孔隙贯通的多孔结构。力学实验表明,HAP纳米纤维能有效增强水凝胶的弹性模量,且随着HAP纳米纤维添加量的增加,力学性能增强效果越明显。溶胀实验表明,当HAP纳米纤维质量分数为5.2wt%~14.2wt%时,HAP纳米纤维复合水凝胶的溶胀率变化不明显,当质量分数为18.2wt%时,溶胀率降低。降解实验表明,HAP纳米纤维的加入能有效保持水凝胶结构形态,使其更加稳定可控。细胞包裹培养实验表明,HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶能为细胞提供良好的三维生长环境,表现出优良的生物相容性。本实验制备的HAP纳米纤维/GelMA复合水凝胶在组织工程领域有着良好的应用前景。

PHBV复合HA纳米纤维材料修复兔桡骨缺损的实验研究

目的:探讨羟基丁酸-羟基戊酸共聚物复合羟基磷灰石(PHBV/HA)的纳米纤维材料修复骨缺损的能力。方法:将40只新西兰兔制备单侧桡骨中段10 mm的骨缺损模型,随机分为3组:实验组植入PHBV/HA的纳米纤维材料,对照组植入硫酸钙人工骨,各16只;空白对照组8只。在术后相应时间段分别进行大体观察,行放射学、组织学及扫描电镜检查,进行生物力学测试,观察其成骨能力、生物降解性、生物相容性等指标。结果:实验组术后4～8周植入材料处有片状密度增强,截骨处有骨痂向缺损区生长,骨皮质不连续,仍有骨性缺损,术后12～16周新生皮质骨与宿主皮质骨自然连接,骨缺损已完全修复。新生骨显示出正常骨干结构,髓腔再通。与对照组相比,8周之前在新生骨的形成及修复骨缺损方面的作用相差不多,差异无统计学意义(P>0.05),而到12周之后与对照组相比,实验组体现了更好的成骨能力,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:PH-BV/HA的纳米纤维材料具有良好的生物相容性及骨传导性,是一种良好的修复骨缺损的植入材料。

CFRC/HAP 生物活性复合材料及其生体适应性

对比了羟基磷灰石（ＨＡＰ）不同粉体、不同方式渗入的涂层。采用ＳＥＭ、ＩＲ和ＥＤＳ法分析了碳纤维增强碳（ＣＦＲＣ）－羟基磷灰石（ＨＡＰ）复合材料的复合结构，以及在真空热处理条件下ＨＡＰ的结构稳定性。提出了真空包渗－后真空烧结技术及超重力场填充－后真空烧结技术，获得ＣＦＲＣ基体表面层复合ＨＡＰ生物活性成分的新型生物材料（简称为ＣＣＨ生物材料）。经生物学测试与埋植验证，该材料具有良好软组织和硬组织适应性。

新型纳米生物活性接骨螺钉固定犬股骨髁间骨折

目的评估纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)/聚酰胺66(PA66)/玻璃纤维(glass fiber,GF)新型生物活性螺钉固定犬髁间骨折的效果。方法制备n-HA/PA66/GF生物活性螺钉。取24只成年中华田园犬,按随机数字表法分为2组:生物螺钉实验组和金属螺钉对照组。使用电锯将动物股骨外侧髁锯断造股骨髁间骨折,分别使用生物螺钉及金属螺钉固定骨折。术后4、8、12、24周行大体观察、组织学、CT片、生物力学及血常规、生化检测,术后24周行肝、肾、脾组织学检测。结果 2种螺钉均能有效固定犬髁间骨折。术后2组动物均活动正常,切口愈合良好。术后12周CT显示2组动物髁间骨折均已骨性愈合。组织学检测发现n-HA/PA66/GF螺钉表面被新生骨覆盖,新生骨不断钙化、成熟,骨-钉界面结合紧密。金属螺钉与骨之间存在较大间隙,螺钉周围骨组织被1层纤维组织包裹。生物力学测试证实2组最大推出载荷在术后4、8、12周无统计学差异(P>0.05),但在术后24周有统计学差异(P<0.05),推出生物螺钉所需的最大载荷比金属螺钉对照组大。生物螺钉实验组术后24周碱性磷酸酶水平升高[(58.8±14.49)U/L],2组其余外血常规、生化均正常。2组肝、脾、肾HE染色未见异常。结论 n-HA/PA66/GF生物活性螺钉具有良好的内固定性能和体内相容性。

新型生物活性接骨螺钉材料对成骨细胞生物学行为影响的体外研究

目的,研究用于制备新型生物活性接骨螺钉的纳米羟基磷灰石／聚酰胺66／玻璃纤维（nano—hydroxyapatite／polyamide66／glassfiber，n-HA／PA66／GF）对成骨细胞生物学行为的影响，为生物螺钉后期临床应用提供实验依据。方法,制备圆片状n-HA／PA66／GF及其浸提液；取小鼠成骨细胞与n-HA／PA66／GF浸提液共培养，采用直接接触实验观察细胞生长变化情况；MTT实验检测细胞增殖情况；流式细胞仪检测细胞凋亡率；ELISA法测定细胞骨钙素含量；Tran-swell小室实验观察细胞迁移能力；扫描电镜观察细胞黏附和生长情况；细胞免疫荧光检查细胞骨架及肌动蛋白纤维表达。结果,直接接触实验表明，n-HA／PA66／GF对成骨细胞无明显细胞毒性。MTT检测n-HA／PA66／GF浸提液与成骨细胞共培养2，4，6d后，吸光度（A）值分别为0.96±0.14，1.54±0.15，2.39±0.27。结果显示，成骨细胞数量随着培养时间延长而增多（P〈0.05）。流式细胞检测结果证实，n-HA／PA66／GF能使更多成骨细胞进入S期而对细胞凋亡率无明显影响，成骨细胞骨钙素分泌随着共培养时间延长而增多。Transwell实验显示，含浸提液和FBS的α-MEM培养基小室穿过半透膜的细胞数分别为（8.73±3.26）个／视野、（9.47±3.29）个／视野，差异无统计学意义（P〉0.05）。扫描电镜观察n-HA／PA66／GF表面的成骨细胞形态规整，紧紧黏附在材料表面，逐渐呈现复层生长。免疫荧光结果表明，材料浸提液对细胞骨架及肌动蛋白纤维的分布无明显影响。结论,新型生物螺钉n-HA／PA66／GF具有良好的成骨细胞相容性，对细胞生长、增殖、分泌、黏附、周期和骨钙素分泌等均有一定调节作用。