聚醚醚酮-羟基磷灰石-碳纤维复合材料的生物相容性研究

目的对聚醚醚酮(PEEK)-羟基磷灰石(HA)-碳纤维(CF)复合材料的生物相容性进行评价。方法应用注塑法制备不同质量分数的PEEK-HA-CF复合材料,选择70PEEK-20HA-10CF复合材料(PEEK、HA、CF质量分数分别为70%、20%、10%)为实验组,75PEEK-05HA-20CF复合材料(PEEK、HA、CF质量分数分别为75%、5%、20%)为阳性对照组,70PEEK-30CF(PEEK、CF质量分数分别为70%、30%)为阴性对照组。从新生SD大鼠颅盖骨提取原代成骨细胞,培养至第2代,用于实验。测定不同质量分数的PEEK-HA-CF复合材料的黏附性、增殖能力、细胞形态及相关碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原(COL-Ⅰ)、骨钙素(OCN)mRNA含量,评价复合材料的生物相容性。结果荧光显微镜下CF和HA均匀分布在PEEK中。与对照组相比,各组细胞黏附性差异无统计学意义(P> 0.05);实验组第5天、第7天光密度(OD)分别为1.88±0.08、2.83±0.15,阳性对照组第5天、第7天OD值为1.55±0.09、2.56±0.12,阴性对照组第3天、第5天OD值分别为1.47±0.03、2.46±0.06;实验组增殖力明显高于对照组(P <0.05)。ALP mRNA、COL-ⅠmRNA含量在第14天时达到高峰;在第5、7天时,实验组高于对照组(P <0.05),而两对照组间差异无统计学意义(P> 0.05);第14天时,实验组ALP mRNA、COL-ⅠmRNA含量高于对照组(P <0.05),且阳性对照组高于阴性对照组(P <0.05),而3组间OCN mRNA表达差异无统计学意义(P> 0.05)。扫描电子显微镜观察发现,细胞在复合材料上生长良好,并随着时间的延长,细胞在材料表面达到融合,形成矿化颗粒。结论 PEEK-HA-CF复合材料具有良好的生物相容性和生物活性。

3D打印聚醚醚酮/羟基磷灰石复合物的生物相容性评价

背景:聚醚醚酮材料具有稳定的物理、化学、力学性质,辐射透明性及与人体骨骼相似的弹性模量等优点,但存在着生物惰性的问题,限制了其在临床中的应用。目的:评价熔融沉积型3D打印技术制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的生物相容性。方法:以聚醚醚酮、聚醚醚酮/羟基磷灰石(羟基磷灰石质量分数为10%)丝材为原料,应用熔融沉积型3D打印技术分别制备聚醚醚酮材料(对照组)、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料(实验组)。将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与两组材料浸提液共培养,以单独培养的细胞为阳性对照,通过Live/Dead荧光染色和CCK-8实验检测细胞的存活与增殖情况;将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别接种于两种材料表面,利用扫描电镜观察MC3T3-E1细胞在材料表面的黏附生长、增殖情况。结果与结论:①Live/Dead荧光染色显示,MC3T3-E1细胞在两组材料浸提液中生长良好,细胞活力良好,细胞存活率在90%以上,说明两种材料均无明显细胞毒性,随着培养时间的延长,细胞增殖良好;②CCK-8实验结果显示,两种材料无明显的细胞毒性,其中实验组培养3,5,7 d的细胞增殖吸光度值大于阳性对照组、对照组(P<0.05);③扫描电镜下可见,接种第1天时,MC3T3-E1细胞在两组材料表面黏附生长,细胞铺展良好,其中以实验组细胞分泌的基质较多;第3天时,黏附于两组材料表面的细胞增多,同时分泌更多的基质,其中以实验组材料表面黏附细胞数量及基质分泌更多;第7天时,两组材料表面出现细胞重叠生长现象,实验组材料上细胞铺展生长、分泌基质的效率更高;④结果表明,3D打印制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料具有良好的生物相容性。

原位聚合羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料

通过原位聚合法制备HA/PEEK复合材料,利用X射线衍射仪、红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电镜对PEEK、HA/PEEK复合材料进行表征。研究表明,基体PEEK的聚合过程受到一定的影响;HA颗粒在基体之中有着优异的分散性。将PEEK、HA/PEEK复合材料压模成型,通过拉伸试验和硬度测量检测材料的力学性能,结果表明,HA的加入对复合材料的力学性能产生较大的影响。

聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料:(Ⅳ)HA表面处理及PDLLA界面作用研究

采用 3-甲基丙烯酸丙酯 -三甲氧基硅烷 (A- 174)、聚丙烯酸 (PAA)分别对羟基磷灰石 (HA)表面进行改性处理 ,通过溶液共混、取向模压成型技术制备出直径为 3.2 m m的聚 DL-丙交酯 (PDL L A) / HA复合棒材。上述方法由于增进了复合材料在界面的相互作用 ,从而引起复合材料玻璃化转变温度升高 。

羟基磷灰石/壳聚糖-明胶网络复合材料在模拟体内环境中的特性及对兔桡骨缺损的修复

目的 :考察羟基磷灰石/壳聚糖 -明胶网络复合材料在模拟体液中对微环境的影响及植入兔体内后对骨修复情况。方法 :观察材料在模拟体液中的表面矿化及体系pH、Ca2 + 浓度的变化 ;将材料植入兔桡骨节段性缺损部位 ,考察其生物相容性及对骨折愈合的作用。结果 :羟基磷灰石/壳聚糖 -明胶网络复合材料对机体微环境 pH影响微小、表面矿化效果好 ,有良好的生物相容性和骨传导性。结论 :羟基磷灰石/壳聚糖

阿拉伯树胶对胶原-羟基磷灰石复合材料性能的影响

为改善胶原-羟基磷灰石复合材料的界面结合性能,将阿拉伯树胶引入该体系中,以Ca(NO_3)_2·4H_2O、(NH_4)_2HPO_4、酸溶胶原、阿拉伯树胶为原料,原位合成了胶原-羟基磷灰石/阿拉伯树胶复合材料.采用FT-IR,XRD,SEM表征材料的晶相结构、化学组成和微观形貌,研究了阿拉伯树胶对胶原-羟基磷灰石复合材料结构与性能的影响.结果表明,阿拉伯树胶改变了胶原-羟基磷灰石复合材料的界面形态与结构;随阿拉伯树胶含量的增加,胶原-羟基磷灰石复合材料的晶粒变小,结晶度降低;复合材料的吸水性能和体外酶降解能力都显著下降(P<0.01),其机械性能在一定范围内得到提高.阿拉伯树胶与胶原或胶原-羟基磷灰石之间可能形成了蛋白-多糖复合物,从而起到了交联作用.

丝蛋白-羟基磷灰石复合材料通过抑制NF-κB/NLRP3促进骨缺损的修复

目的:探讨丝蛋白-羟基磷灰石复合材料修复兔骨缺损过程中对IL-1β和IL-18的基因表达,及NF-κB和NLRP3的蛋白表达的影响。方法:应用16只新西兰白兔,采用随机数字法分为两组,每组8只,分别为手术+HA组和手术+SF/HA组,手术组制作15mm长的右侧下颌骨节段性骨缺损模型,根据植入不同移植材料分为两组,一组骨缺损区植入HA培养制备的组织工程骨,另一组植入SF表面修饰的HA培养制备的组织工程骨,3个组术后48h留取术区骨组织,通过实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测各组IL-1β和IL-18的mRNA表达量,利用免疫印迹检测NF-κB和NLRP3的蛋白表达水平。结果:与应用HA培养制备的组织工程骨组比较,SF表面修饰的HA培养制备的组织工程骨明显降低IL-1β和IL-18的mRNA水平,以及NF-κB和NLRP3的蛋白表达水平。结论:丝蛋白-羟基磷灰石复合材料可能通过抑制NF-κB/NLRP3介导的炎症反应促进骨缺损的修复。

聚β-羟基丁酸酯/羟基磷灰石复合材料的制备与性能

用聚丙烯酸 (PAA)、甲苯二异氰酸酯 (TDI)、硅烷 KH- 5 5 0、KH- 5 70对羟基磷灰石 (HA)进行了表面接枝处理 ,再与聚 β-羟基丁酸酯 (PHB)复合制备了 PHB/ HA复合材料。同时也采用先溶解 HA,再让其直接析出在 PHB表面的方法制备了 PHB/ HA复合材料。结果表明 ,增进复合材料中两相间的相互作用能明显地提高复合材料的力学性能。

超声化学法合成羟基磷灰石-明胶复合材料

以Ca(NO3)2,(NH4)2HPO4,明胶和戊二醛为原料,用超声化学法合成了尺寸约为30nm×100nm,平均长径比在2～3,分散性良好的羟基磷灰石-明胶复合材料。对比研究了超声化学法与传统化学沉淀法对复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明,与传统化学沉淀法相比,超声化学法可以在较短时间内显著提高羟基磷灰石的结晶度、改善结晶状态,使复合材料的抗拉强度和抗压强度分别达到52.4MPa和56.8MPa。

碳-碳复合材料羟基磷灰石涂层腰椎融合器的生物相容性研究

目的：探讨碳-碳复合材料羟基磷灰石涂层腰椎融合器的生物相容性和融合效果。方法：在8只成年雄性杂交波尔山羊L4-5或L5-6椎间隙模拟椎间融合手术,在相应椎间隙置入自制的碳-碳复合材料羟基磷灰石涂层腰椎融合器,并以克氏针后路固定。观察记录山羊术后生命体征及双下肢活动情况;分别于术前和处死动物前进行腰椎X线检查,观察腰椎融合器的位置、融合器与上下位椎体的融合情况及上下位椎体的椎间隙;分别于术后60 d和90 d各处死4只山羊,取融合的2个椎体,分别以肉眼、光镜和电镜进行组织学观察。结果：X线检查显示,术前、术后60 d和术后90 d腰椎融合器上下位椎体间距分别为（2.32±0.31）mm、（2.41±0.43）mm和（2.40±0.44）mm;术后60 d和术后90 d,与融合器相邻的终板位置有成骨现象和融合现象。组织学观察显示,术后60 d时融合器植骨区和融合器周围有骨小梁生成;术后90 d时骨小梁排列逐渐规则,融合器周围有一层纤维结缔组织生成,结缔组织逐渐变薄,融合器中间有骨组织和纤维组织长入。结论：碳-碳复合材料羟基磷灰石涂层腰椎融合器具有较好的生物相容性和稳定性,有利于植骨融合,可作为椎间融合的内固定器材。

改性纳米羟基磷灰石／PLGA复合材料的制备及生物活性

以低聚乳酸接枝改性的羟基磷灰石纳米粒子(op-HA)和聚丙交酯-乙交酯(PLGA)制备的生物可降解纳米复合材料(op-HA/PLGA)为研究对象,采用FTIR,TGA,ESEM和EDX分析其接枝反应、接枝率、表面形貌和钙磷沉积情况,通过在材料膜表面接种兔成骨细胞进行体外培养,采用荧光染色、NIH ImageJ图像分析和Real-time PCR综合评价细胞在材料表面的形态、黏附面积比、增殖能力和基因表达水平,以此评价新型骨修复纳米复合材料op-HA/PLGA的表面性质和生物活性.研究结果表明,op-HA的表面接枝率为8.3%,掺入至PLGA后可形成富含钙磷的粗糙表面,促进成骨细胞的黏附、扩展和增殖,提高Ⅰ型胶原蛋白(Collagen-Ⅰ)、骨形态蛋白-2(BMP-2)和骨连接蛋白(Osteonectin)的基因表达水平,提高材料的钙磷沉积能力.op-HA/PLGA具有良好的细胞相容性和成骨活性.

原位制备聚己内酯和羟基磷灰石复合材料

采用溶胶-凝胶技术和真空干燥技术,原位制备了聚己內酯(PCL)和羟基磷灰石(HAP)多孔复合材料.对样品进行扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和拉曼散射光谱(Raman)表征和分析.结果表明,羟基磷灰石与聚己內酯分子间存在弱氢键作用;当羟基磷灰石在复合材料中的质量分数低于40%时,没有明显的相分离现象出现.

用超声分散法和研磨法制备纳米羟基磷灰石/聚酯型弹性体复合材料的比较

分别用超声分散法和研磨法制备了纳米羟基磷灰石(n-HA)/聚1,2-丙二醇-癸二酸-柠檬酸酯复合材料。通过差示扫描量热法、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对复合材料中n-HA的分散性及复合材料的玻璃化转变温度进行了分析,测试了复合材料的溶胶含量、力学性能及降解性能。结果表明,无论是采用研磨法还是超声分散法制备的复合材料,其玻璃化转变温度和溶胶含量都随着n-HA质量分数的增加而降低,降解速率都随着n-HA质量分数的增加而减小。研磨法是改善n-HA在复合材料中的分散性、提高复合材料力学性能的有效方法。用该方法通过改变n-HA质量分数可使复合材料的拉伸强度提高8.2倍,弹性模量提高11.4倍,而扯断伸长率基本保持不变。

致密多晶羟基磷灰石微粒人工骨—煅石膏复合材料的临床应用(31例报告)

在严格可靠的基础研究及动物实验前提下 ,将HA -PLP复合材料选择性地应用于临床。病例包括牙槽嵴高度保持 ,颧部骨性塌陷畸形矫正 ,上、下颌骨囊肿摘除骨腔填塞及鞍鼻成形等。所有病例无异常反应 ,伤口无HA微粒移漏 ,X -ray显示HA -PLP复合材料成形固位效果好。结果表明该复合材料具有良好的组织相容性 ,有良好的固位作用 ,对人体无毒、无副作用 ,是一种极有应用价值的骨缺损修复材料。此材料的应用还可降低医疗成本 。

聚醚醚酮/羟基磷灰石纳米复合粉末的制备

以磷酸氢二铵、四水硝酸钙为反应物,聚乙二醇–2000为表面活性剂,采用化学沉淀法制备羟基磷灰石(HA),以浓H2SO4为磺化剂制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK),利用SPEEK对纳米HA进行表面改性,通过溶液共混法制备了聚醚醚酮(PEEK)/HA纳米复合粉末。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪、热失重分析、差示扫描量热法对产物的结构、形貌和热性能进行分析。结果表明,制备出的HA呈球状,大小均一,平均粒径为98 nm。以SPEEK为相容剂通过溶液共混法制备的PEEK/HA复合粉末分散性能和热稳定性良好,可用于选择性激光烧结工艺。

纳米羟基磷灰石粉体及其与PEEK复合材料的制备

以CaCl2和H3PO4为先驱体，在150℃、pH为9～10的条件下，水热4h制得了纳米羟基磷灰石（HA）粉体。采用X-射线衍射、红外光谱仪、透射电子显微镜等手段对样品进行了表征。研究表明，粉体颗粒c轴方向尺寸为60-100nm。a轴方向尺寸为20-30nm，与人骨中的HA尺寸较为接近。采用注射成型法，将纳米羟基磷灰石（HA）与聚醚醚酮（PEEK）复合，制备出PEEK-HA生物复合材料，并采用拉伸试验和硬度测量检测了材料的力学性能。结果表明，适量纳米羟基磷灰石的加入以及热处理可以改善复合材料的力学性能。

羟基磷灰石复合材料的制备及吸附性能的研究

利用溶胶-凝胶方法,在羟基磷灰石表面合成了硅烷复合材料,用红外光谱、氮吸附对材料进行了表征,并初步试验了材料的吸附性能。实验结果表明,该材料对2,4-二氯苯酚具有较好的吸附性能。

功能聚乳酸改性羟基磷灰石有机无机复合材料的制备

随着科技的进步,医学水平在不断提高,医用材料越来越受到广泛的重视,其中利用人工骨替代材料来修复、替代骨缺损成为医学骨科领域的研究重点。首先在羟基磷灰石表面引入活性醛基,通过活性醛基将聚乳酸基聚合物接枝到羟基磷灰石表面,改善羟基磷灰石与聚合物复合时,分布不均,相界面结合不牢的缺点,再将经过聚乳酸基聚合物改性的羟基磷灰石与聚乳酸-羟基乙酸共聚物通过超重力技术强力混合,制备骨修复材料。复合材料的吸水率为2.9%,拉伸强度为52.62 MPa,弯曲强度为87.348 MPa。

纳米羟基磷灰石的预处理及在聚醚醚酮中的分散性

对纳米羟基磷灰石(n-HA)浆料进行了分析和纯化处理,研究了纯化处理后的n-HA在聚醚醚酮(PEEK)中的分散性,进而采用溶液共混法制备了一系列n-HA/PEEK复合材料。结果表明,n-HA原料(浆料)中含有的Ca、Na元素以及碳酸根可通过洗涤除去。XRD、FT-IR以及SEM等分析表明,添加硅烷偶联剂,以聚乙二醇作为分散剂,并采用超声振荡的方法能使n-HA均匀分散在聚醚醚酮(PEEK)中,其中的硅烷偶联剂与n-HA形成了新的键。

聚醚醚酮复合材料表面生物活性涂层的制备与性能

以聚醚醚酮/钡玻璃粉(PEEK-BGF)复合材料为基体,通过硅烷偶联剂,在复合材料表面构建具有生物活性的纳米羟基磷灰石(nHA)和甲基丙烯酸酯基的光固化树脂复合涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析了材料表面形貌和元素分布,测试了涂层与复合材料之间的粘接强度.通过检测大鼠成骨细胞总蛋白含量和碱性磷酸酶表达水平,评价新型光固化纳米羟基磷灰石/聚甲基丙烯酸酯(nHA/PMMA)复合涂层的生物活性.研究结果表明,nHA填充的光固化复合材料形成粗糙的表面,随着nHA的填充量提高,涂层表面生物学活性得到提高.