聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合材料的生物相容性研究

目的对聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合材料的生物相容性进行研究,为其在骨的缺损修复领域中的临床运用提供依据。方法检测聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合材料的细胞相容性、溶血百分率和急性毒性。结果聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合材料组的细胞数量增加与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。纳米复合材料的溶血百分率<5%,溶血程度属于正常范围。实验动物2周内一般情况良好,高、低剂量组动物无一死亡。各组动物体重增加差异无显著性(P>0.05)。结论本实验证明,聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合材料有良好的生物相容性。

3D打印聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖/多西环素抗菌支架的性能

背景:聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,成为一种新型的骨科固定材料,然而该材料缺乏细胞识别信号,不利于细胞黏附和成骨分化,限制了其在生物材料中的应用。目的:3D打印聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,评估其药物缓释及生物性能。方法:采用熔融沉积技术打印孔隙交互的多孔聚乳酸支架(记为PLA支架),将该支架浸泡于多巴胺溶液中制备聚乳酸-多巴胺支架(记为PLA-DA支架);将纳米羟基磷灰石投入壳聚糖溶液中,然后将PLA-DA支架浸没其中,制备聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(记为PLA-nHA/CS支架),表征3组支架的微观形貌、孔隙率、水接触角与压缩强度。采用冷冻干燥法制备负载药物多西环素的PLA-nHA/CS支架(记为PLA-nHA/CS-DOX支架),表征其药物释放。将PLA、PLA-DA、PLA-nHA/CS、PLA-nHA/CS-DOX支架分别与MC3T3-E1细胞共培养,检测细胞增殖与成骨分化能力;将不同浓度的金黄色葡萄球菌悬液分别与4组支架共培养,采用抑菌圈实验检测支架的抗菌性能。结果与结论:①扫描电镜下可见PLA、PLA-DA支架表面致密光滑,PLA-nHA/CS支架表面可见纳米羟基磷灰石颗粒;PLA、PLA-DA、PLA-nHA/CS支架的孔隙率逐渐降低,压缩强度逐渐升高,PLA-nHA/CS支架的弹性模量满足松质骨要求;PLA-DA、PLA-nHA/CS支架的水接触角小于PLA支架;PLA-nHA/CS支架体外可持续释放药物达8 d。②CCK-8检测显示,4组支架均未显著影响MC3T3-E1细胞的增殖;PLA-DA组、PLAnHA/CS组、PLA-nHA/CS-DOX组细胞碱性磷酸酶活性均高于PLA组;茜素红染色显示,与PLA组相比,PLA-nHA/CS组、PLA-nHA/CS-DOX组细胞表现出较高的矿化水平。③抑菌圈实验显示PLA、PLA-DA支架无抗菌性能,PLA-nHA/CS支架具有一定的抗菌性能,PLA-nHA/CS-DOX支架具有超强的抗菌性能。④结果表明,PLA-nHA/CS-DOX支架具有良好的药物缓释性能、细胞相容性、促成骨性能及抗菌性能。

聚三亚甲基碳酸酯/聚乳酸/羟基磷灰石复合微球的制备、表征及性能

针对聚乳酸(PLA)存在脆性高、韧性差、降解产物酸性较高等缺陷,聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)具有机械性能较差等问题,以质量比为1:1的PTMC与PLA为基材,采用共混改性方法,羟基磷灰石(HA)为改性剂,研制PTMC/PLA/HA复合材料,进一步采用喷雾干燥法制备PTMC/PLA/HA复合微球。结构表征结果表明,成功制备了PTMC/PLA/HA复合微球;性能测试结果表明,PTMC/PLA/HA复合微球颗粒均匀、分散性好,平均粒径为5.2~7.7μm,热稳定性高且热稳定性能随着HA含量的增加而先升高后逐渐降低。

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料,并研究了其熔融与结晶行为.结果表明,聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3℃,而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8℃,不同样品在140℃等温结晶后,改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%～66.7%.复合材料的熔点提高到184.4℃.

多孔纳米羟基磷灰石聚乳酸复合材料的制备及其界面研究

本文以TIPS法 ,在溶液中制备得到多孔纳米羟基磷灰石 聚乳酸复合材料 ,并对无机相与有机相之间的界面结合情况进行了研究 。

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能测试

目的:测定纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能。方法:实验于2005-02/2006-08在兰州交通大学材料工程研究所实验室完成。基体材料采用荷兰普拉克生化公司生产的聚乳酸(Mr 400000)。增强材料采用纳米羟基磷灰石(自制)。聚乳酸在使用前进行纯化。纳米羟基磷灰石采用水热法合成。采用共混复合工艺制备不同纳米羟基磷灰石质量分数(0,0.05,0.10,0.15,0.20)的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料,并对其力学性能(弯曲强度、弯曲模量、剪切强度)和降解性能(降解速率)进行测试。结果:①力学性能:复合材料的弯曲强度随着纳米羟基磷灰石体积分数的增加而增大,在羟基磷灰石微粒的质量分数为0.15(体积分数为0.064)时弯曲强度出现峰值(153.6MPa),降解12周后复合材料弯曲强度仍有123.7MPa。复合材料的弯曲模量随着纳米羟基磷灰石体积分数的增加而增大,有一定的弯曲模量(5.7GPa),降解12周后复合材料弯曲模量为5.3GPa。复合材料的剪切强度随着纳米羟基磷灰石体积分数的增大呈下降趋势。②降解性能:随着降解时间的延长,复合材料的降解速率变化不大。结论:纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料能满足松质骨的骨折内固定的力学性能要求。

聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的降解行为

背景：可降解吸收性聚乳酸类骨内固定材料初始力学性能较低,易导致体内产生炎症反应,并且降解时间太长,限制了其在临床上的应用。目的：测定聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的力学性能和体外降解性能。设计、时间及地点：重复测量设计,于2006-08/2007-05在兰州交通大学材料工程研究所完成。材料：基体材料采用荷兰普拉克生化公司生产的聚乳酸（Mr300000）和聚消旋乳酸（Mr600000）的共混物（混合比例66/100）。增强材料为直径10~20μm、完全降解时间3个月以上的聚磷酸钙纤维（纤维与基体的比例为1/1）以及用水热法合成的纳米羟基磷灰石粒子。方法：采用复合材料共混工艺制备聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料薄膜,然后真空热压成型,得到不同质量分数纳米羟基磷灰石（0,0.024,0.048,0.070）的聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料试样。主要观察指标：复合材料降解前后的弯曲强度、弯曲模量。结果：①加入不同质量分数的纳米羟基磷灰石对复合材料的弯曲强度和弯曲模量均有一定的增强作用,质量分数为0.048时作用最强。②纳米羟基磷灰石质量分数为0.048时聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的弯曲强度251MPa,弯曲模量19GPa。与骨的力学性能相比,复合材料的初始强度、刚度（未降解）均大于皮质骨的强度和刚度。③在模拟人体环境的降解介质中降解12周后,聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的弯曲强度及弯曲模量为123MPa和7.24GPa。结论：聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的力学性能和体外降解性能与人骨组织相近。

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料力学性能

将纳米羟基磷灰石(n-HA)和聚乳酸(PLLA)在溶剂中混合,干燥后再采用热压成型工艺制备n-HA/PLLA复合材料。制备过程中n-HA采用F-127和PEG改性处理。拉伸实验发现:n-HA加入PLLA基体中,能提高PLLA的塑性;PEG改性n-HA与PLLA复合力学性能较好,PEG可以改善HA的分散性。扫描电镜图片显示:与PLLA比较,PEG改性n-HA/PLLA复合材料的断裂为韧性断裂,PLLA的断裂接近脆性断裂。

纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合材料制备及生物相容性研究

纳米羟基磷灰石(nHA)-聚乳酸(PLA)复合材料作为一种良好的骨修复材料,已成为骨组织工程的研究热点,近年研究进展主要集中在材料制备技术和生物相容性方面。该文就nHA-PLA复合材料制备方法、材料性能影响因素及生物相容性方面的研究作一综述。

聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球的生物安全性评价

背景:纳米材料以及包含纳米相的医疗器械,因为纳米材料具有尺寸小、比表面积大等独特特性,可能会引发特殊的生物效应,其生物安全性成为人们关注的重点。目的:评价聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球的生物安全性。方法:采用乳液溶剂挥发法制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球。(1)细胞毒性实验:将聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球浸提液与小鼠成纤维细胞共培养,同时设置空白对照(完全培养基)、阴性对照(高密度聚乙烯树脂浸提液)与阳性对照(二乙基二硫代氨基甲酸锌浸提液),采用MTT法评价细胞毒性;(2)致敏反应:将复合微球分别进行极性浸提和非极性浸提,进行豚鼠皮内诱导和激发实验,记录结果;(3)皮内反应:将复合微球进行极性浸提和非极性浸提,兔皮内注射后即刻及24,48,72 h,观察各注射部位状况;(4)全身急性毒反应:将复合微球分别进行极性浸提和非极性浸提,通过静脉和腹腔注射到KM小鼠体内,观察小鼠体质量变化;(5)热源反应:将复合微球进行极性浸提,通过耳缘静脉注射至兔体内,记录体温变化;(6)骨植入实验:将圆柱状的复合微球与高密度聚乙烯棒分别植入兔胫骨缺损部位,进行大体观察和局部组织病理学观察。结果与结论:(1)聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球无细胞毒性、无致敏性、无皮内刺激反应、无全身急性毒反应,热源反应符合检测规定;复合微球植入兔胫骨缺损部位后,植入部位未见血肿、水肿、炎症等病变,组织学观察显示复合微球具有一定的骨组织修复能力;(2)骨结果显示,聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球具有良好的生物安全性。

聚乳酸/纳米羟基磷灰石/改性硅灰石复合材料的制备、表征及性能研究

以聚乳酸(PLA)为基体,采用纳米羟基磷灰石(n-HA)和改性硅灰石为增强材料制备了PLA/n-HA/改性硅灰石复合材料。通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察分析,表明复合材料具有较好的界面相容性。热重(TG)分析表明,PLA/n-HA/改性硅灰石复合材料的热失重曲线向高温方向偏移,材料的热分解温度得以提高,表现出较好的热稳定性。力学性能测试表明,复合材料具有良好的机械力学性能。人体模拟体液(SBF)中降解性研究表明,n-HA和改性硅灰石粒子对于PLA的降解有一定抑制作用。初步的热降解研究表明改性硅灰石的加入有利于提高复合材料的热稳定性。

改性纳米羟基磷灰石增强聚乳酸复合材料的研究

采用十二烷基醇对纳米羟基磷灰石(HA)进行了表面改性,提高了在聚乳酸(PLA)中的分散性,增强PLA与HA界面之间的相互作用。结果表明,与HA/PLA复合材料相比,改性后的m HA/PLA复合材料的热稳定性和力学性能均明显提高。

功能化纳米羟基磷灰石改性聚乳酸复合材料的研究

采用硬脂酸对纳米羟基磷灰石进行表面改性,通过溶液共混和熔融挤出法制备纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。研究发现,改性后纳米羟基磷灰石在复合材料中的分散效果明显改善,同时与未改性的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料相比,改性后复合材料的一些力学性能有所提高。

不同含量纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能

利用双螺杆挤出机制备了纳米羟基磷灰石(n-HA)质量分数分别为10%,20%,30%,40%的n-HA/PLA(聚乳酸)复合材料,研究了复合材料中n-HA的分散性以及n-HA含量对复合材料热学性能、黏度和弯曲强度的影响。结果表明:当n-HA质量分数在10%~40%时,n-HA在PLA基体中均具有较好的分散性;随着n-HA含量的增加,n-HA/PLA复合材料的冷结晶温度及特性黏度降低,而冷结晶焓和弯曲强度则均先升高后下降;当n-HA质量分数为10%时,n-HA/PLA复合材料的综合性能较好,其弯曲强度最大,为97.2 MPa,n-HA对PLA分子链的破坏程度最小。

羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料生物活性和生物相容性的体内实验(英文)

背景:外消旋聚乳酸在体内最主要的降解机制是水解,其与羟基磷灰石复合后,复合材料的生物降解率及失重率是否会有所改善。目的:观察羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料体内植入兔股骨缺损后随时间延长界面及结构的变化。设计:随机分组对照观察。单位:武汉理工大学生物材料与工程研究中心。材料:选用40只健康成年日本大耳白兔,体质量2.0～2.5kg,雌雄各半,由湖北省动物实验中心提供[合格证号:SCXK(鄂)2003-0005]。方法:实验于2005-06/2006-03在湖北生物材料工程技术研究中心完成。①随机摸球法将大耳白兔分成2组:羟基磷灰石/外消旋聚乳酸组和外消旋聚乳酸对照组,每组20只。各组实验兔麻醉后,于兔左前肢股骨髁部分别将羟基磷灰石/外消旋聚乳酸及外消旋聚乳酸圆柱体植入骨腔洞内,圆柱体可略高于骨质表面。用骨膜覆盖样本材料,复位皮肤及骨膜组织瓣。②实验评估:两组实验兔于造模后3,6,12及24周将植入材料及周围骨组织完整取出,使用扫描电子显微镜进行观察各材料内植入后随时间延长界面及结构的变化。主要观察指标:两组材料内植入后随时间延长界面及结构的变化。结果:纳入实验兔40只均进入结果分析。材料植入体内后,羟基磷灰石颗粒从材料表面脱落,成纤维细胞向组织内长入,并伴有少量新生骨痂的形成,显示羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料具有一定的成骨性和骨连接性。在植入24周时界面观察显示,材料被组织分隔包裹,新生骨组织长入材料,骨愈合情况良好,显示羟基磷灰石/外消旋聚乳酸材料具有良好的生物相容性。对于可生物降解的外消旋聚乳酸聚合物,体内水解是最主要的降解机制,其降解速率由于与羟基磷灰石材料的复合而减小。羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料具有成骨和骨连接能力。结论:羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料具有成骨性和骨连接性;由于复合材料降解速率减小而相应改善了其生物相容性;羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料适合临床应用于可吸收内固定材料。

聚乳酸/羟基磷灰石复合材料的研究 Ⅰ.超细微羟基磷灰石的合成及表面处理

采用水热反应法合成了超细微羟基磷灰石（ＨＡ），研究了晶化时间对ＨＡ微晶尺寸的影响．结果表明，反应时间增长，沿ｃ轴的微晶尺寸略有增大，沿ａ轴的微晶尺寸不变．ＦＴＩＲ分析表明，ＨＡ晶胞中不存在ＯＨ－之间的强烈氢键作用，但支持ＯＨ－与ＰＯ３－４存在弱的氢键的结论．用聚乳酸、棕榈酸、三甲基一氯硅烷分别对ＨＡ进行表面处理，显著改善了ＨＡ粒子在有机介质中的分散性。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料对拔牙创早期愈合及牙槽嵴吸收影响的实验研究

目的观察活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(AnHAC/PLA)促进犬拔牙创早期愈合及减少牙槽嵴吸收的效果。方法将小块状纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(nHAC/PLA)、AnHAC/PLA、自体牙槽松质骨植入犬拔牙创中,并设空白对照。术后4周、8周、12周通过大体观察测量、HE染色和M asson′s三色法染色来观察比较拔牙创骨缺损的修复情况及牙槽嵴的吸收情况。结果AnHAC/PLA材料修复拔牙创骨缺损及减少牙槽骨吸收的能力强,与自体牙槽松质骨组类似,nHAC/PLA材料的能力较弱,但明显优于空白对照组。结论AnHAC/PLA可早期修复拔牙创,减少牙槽嵴的吸收。

聚乳酸/羟基磷灰石复合材料的制备及其性能研究

采用溶液共混、超声振荡的方法制备了聚乳酸/羟基磷灰石（PLA/HA）复合材料,采用扫描电镜、红外光谱对PLA/HA复合材料进行了表征,研究了PLA/HA复合材料的力学性能、亲水性能、热稳定性以及降解性能。结果表明,HA颗粒均匀分散在PLA基体中,没有团聚现象发生;与纯PLA比较,PLA/HA复合材料的弯曲强度提高了7.9 MPa,拉伸强度下降不明显;由于HA的加入,提高了PLA/HA复合材料热稳定性,亲水性能也有所改善;降解过程中,PLA/HA复合材料中的HA颗粒能够中和PLA部分酸性代谢产物,降低了材料自催化效应及产生速度,减缓了材料重量损失速度,前6周的重量损失小于1%,在第12周的最终重量损失为5.8%,降解后期的重量损失比纯PLA材料低3%~4%。

羟基磷灰石/外消旋聚乳酸复合材料的制备、力学性能及体外降解(英文)

采用液相吸附法制备了羟基磷灰石/外消旋聚乳酸[hydroxyapatite/poly-D,L(racemic)lactic acid,HA/PDLLA]复合材料,通过材料实验机和体外模拟试验研究了复合材料的力学性能和体外降解性能。对材料的力学测试表明,由于加入了质量分数为10%的HA颗粒,复合材料的力学性能得到了改善,复合材料的弯曲强度达146.2MPa,弯曲模量为2.5GPa,与纯PDLLA材料相比,弯曲强度提高了9.4MPa,弯曲模量提高了0.2GPa,同时其拉伸强度下降并不明显。体外降解模拟试验结果表明,HA含量为10%的复合材料在前6周的质量损失小于1%。在第12周的最终质量损失为5.4%,其在降解中后期的质量损失比纯PDLLA材料低约2%～3%。

聚乳酸-羟基乙酸/改性纳米羟基磷灰石复合多孔支架材料的研制

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)/改性纳米羟基磷灰石(MHA)复合多孔组织工程支架材料的制备主要包含以下步骤:首先通过室温化学共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,然后通过L-丙交酯在二甲苯溶液中聚合接枝纳米羟基磷灰石得到改性的纳米羟基磷灰石;最后通过改进的热致相分离两步初化法制备PLGA/ MHA复合多孔支架。X射线衍射仪(XRD)显示纳米羟基磷灰石合成成功,透射电子显微镜(TEM)结果显示其为半径为30～50nm的球形,红外光谱显示聚乳酸成功的接枝到纳米羟基磷灰石表面;扫描电子显微镜(SEM)结果表明改进的热致相分离两步初化法制备的PLGA/MHA复合多孔支架的孔径在100～450μm。