磷酸钙骨水泥/明胶复合组织工程支架材料的制备及其结构与性能

磷酸钙骨水泥组织工程支架材料具有良好的生物相容性和骨传导性,是一种良好的骨组织工程支架材料,但是这种材料存在力学性能差的缺点,限制了它的应用。本文采用生物相容性良好的可降解明胶材料与磷酸钙骨水泥支架进行复合,制备出的明胶/磷酸钙骨水泥复合支架材料,其压缩强度可达3．7MPa,比复合前磷酸钙支架材料的强度提高了37倍,而且材料具有良好的柔韧性,适合用作为非承重部位骨组织缺损修复用组织工程支架材料。

层状结构磷酸钙骨水泥组织工程支架材料的制备与表征

采用可溶粒子造孔法结合冷等静压成型技术,模拟扁骨的结构,制备了一种新型层状结构的多孔磷酸钙骨水泥组织工程支架材料,并用XRD和SEM等手段对其组成和结构进行了表征,用万能材料试验机测定了支架的抗压强度。结果表明,材料由致密层和多孔层构成,具有与扁骨类似的结构。其中致密层起到了增强作用,可以显著提高支架的强度。支架多孔层的孔隙率(77.26±1.99)%,孔隙直径在100～400μm,决定于可溶盐晶粒的大小;致密层的孔隙率(20.78±0.56)%,主要是磷酸钙骨水泥固化过程中产生的微孔。

萘系与聚羧酸系减水剂对水泥基材料性能的影响

选用目前具有代表性的萘系减水剂(FDN)和聚羧酸系减水剂(3350C),对其掺加后的水泥净浆和水泥砂浆的流变性能、强度性能和干缩性能进行了对比研究。研究结果表明:掺有聚羧酸系减水剂水泥净浆的屈服应力和表观黏度比掺有萘系减水剂明显降低;在相同流动度的情况下,掺有聚羧酸系减水剂的砂浆各龄期强度比萘系减水剂有明显提高;掺有聚羧酸系减水剂砂浆干缩率比萘系减水剂明显下降。用扫描电镜对掺有减水剂后生成的水化产物进行了分析,讨论了上述差异的原因。

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土对碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响 ,探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明 :1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能 ,但会显著缩短凝胶时间 ;偏高岭土有利于强度的提高 ,但对抗渗性能和凝胶时间的影响不显著 ;粉煤灰对这些性能的影响均不显著 ;2 )无机矿粉复合后 ,可使材料2 8d的抗压强度达 4 3MPa以上 ,抗渗压力达 1.5 MPa以上 ;3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体 ;4 )该胶凝材料中掺加粉煤灰 。

聚羧酸系超塑化剂合成及其对水泥基材料性能的影响(英文)

采用酯化工艺合成了一种含聚氧化乙烯基的聚乙二醇单甲醚单甲基丙烯酸酯,以该单体和甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺等单体合成了聚羧酸系超塑化剂。用红外光谱和凝胶渗透色谱表征了其分子结构及分子量分布,研究了聚羧酸系超塑化剂对水泥基材料的分散性、分散保持能力及抗压强度的影响,用zeta电位法讨论了其分散和分散稳定作用机理。结果表明:所合成的聚羧酸系超塑化剂有利于水泥强度的稳定发展,具有良好的分散保持能力,其分散性及分散保持能力与聚合单体的摩尔比、官能团种类和聚氧化乙烯侧链的长度有关。聚羧酸系超塑化剂的掺量(质量分数)为0.3%时,90min内水泥净浆流动度保持率高达98.1%。

原材料及工艺参数对土壤聚合物性能的影响

采用正交试验方法,全面研究了硅酸钠溶液模数、浓度,高岭土煅烧温度、煅烧时间以及液固比对土壤聚合物抗压强度、净浆扩展度和凝结时间的影响,并对土聚反应产物进行了初步探讨.研究结果表明:(1)各因素对土壤聚合物3 d抗压强度均有特别显著的影响;除了硅酸钠溶液模数外,其他因素都对土壤聚合物7 d抗压强度有特别显著的影响;只有液固比对土壤聚合物28 d抗压强度有特别显著的影响.(2)硅酸钠溶液浓度和液固比对土壤聚合物净浆扩展度的影响特别显著.(3)各因素对土壤聚合物凝结时间的影响不显著.(4)土聚反应生成的产物是无定形的,它可能是单硅铝酸土壤聚合物(PS)和双硅铝酸土壤聚合物(PSS)的复合物.

β-磷酸三钙-生物活性玻璃-聚乳酸多孔复合材料的降解性能

选用生物相容性好的β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、生物活性玻璃(bioglass,BG)及聚乳酸(poly lactic acid,PLA)几种材料进行复合组装,制得了三维多孔结构的骨组织工程支架材料。用模拟体液(simulated body fluid,SBF)进行体外模拟实验。用扫描电镜、X射线衍射、Fourier红外变换光谱及诱导耦合等离子体发射光谱等测试手段,测试分析浸泡不同天数的材料的显微结构、降解性能及反应产物。用Archimedes法和氮气吸附法测定材料的气孔率和比表面积。结果表明,在相同的气孔率条件下,支架材料的降解速率由快到慢依次为:β-TCP/BG/PLA>β-TCP/BG>β-TCP。支架材料浸泡在SBF中,表面会生成一层类骨羟基磷灰石层。

利用陶瓷抛光废料制备MgO-SiO_2-Al_2O_3系多孔陶瓷过滤材料的研究

以建筑陶瓷抛光废料为主要原料,通过正交试验优化配方和工艺条件,制备了MgO-SiO2-Al2O3系多孔陶瓷过滤材料,探讨了工艺参数,特别是烧成温度和保温时间对其物理性能的影响。研究结果表明,在配方组成为抛光废料50%、煅烧氧化铝22%、烧滑石28%和工艺参数为球磨时间25min、成型压力70MPa、烧成温度1250℃、保温时间20min的工艺条件下,可获得以堇青石和少量刚玉为主晶相的MgO-SiO2-Al2O3系多孔陶瓷过滤材料,其气孔率、断裂模数、吸水率和体积密度分别为70.06%、6.85MPa、85.25%和0.72g/cm3。

低热固相化学法合成脂肪酸相变材料及其表征(英文)

利用低热固相化学反应法,一步制备出表面包覆SiO2的十六酸相变储能微纳米粒子。表面包覆SiO2的十六酸微粒由红外光谱,X射线衍射和差示扫描量热法进行了表征。结果表明:十六酸表面成功包覆了SiO2层,包覆后的颗粒呈球状,粒径大约为200nm,相转变温度为51.9℃,相变过程中的焓值为131.03 J/g,具有良好的蓄热能力,可用于太阳能利用等方面的储能蓄热。

聚合物改性RPC材料的耐腐蚀性能研究

在简单的工艺条件下,用少量聚合物对活性粉末混凝土进行改性,将改性后和未改性的活性粉末混凝土进行浸水和浸泡盐酸和硫酸盐溶液的试验,测定其抗折和抗压强度的损失率。结果表明,RPC材料虽然强度也可以较高,但耐水性比不上普通水泥砂浆;经过聚合物改性的RPC,可以明显改善其耐水性能;在耐酸腐蚀方面,经与未经聚合物改性的RPC材料都比普通水泥砂浆优良,聚合物改性的RPC材料更为优异,其90d泡盐酸的强度损失率仅为8%左右;对于10%Na2SO4溶液浸泡的RPC及聚合物改性的RPC材料,其抗折强度先升高后降低,聚合物改性RPC材料的耐硫酸盐腐蚀能力得到改善。最后本文用扫描电镜和能谱图对材料的微观结构进行了研究,以解释其抗侵蚀机理。

一体化层状梯度修复体用于骨软骨组织工程的实验研究

[目的]探索胶原/壳聚糖/纳米β-磷酸三钙一体化层状梯度修复体在组织工程中用作骨软骨缺损修复的可行性。[方法]以Ⅰ型胶原、壳聚糖、纳米β-磷酸三钙(β-TCP)为基本原料,采用无毒交联并通过冷冻干燥法成型;扫描电镜观察,测定支架材料的孔径、孔隙率以及交通孔情况;分离扩增兔骨髓间充质干细胞(BMSC),将BMSC接种于材料上,扫描电镜观察细胞在材料上的黏附状态,MTT法测定细胞在材料上的生长曲线;以软骨诱导液体外诱导细胞-支架复合物向软骨分化,2周后植入自体股部肌袋,6周取材,HE、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化鉴定诱导分化效果。[结果]材料疏松多孔,孔径大于100μm,孔隙率大于95%。细胞在材料上黏附状态良好,并且增殖迅速。BMSC-材料复合体经体外三维诱导后可在自体异位向软骨分化。[结论]Ⅰ型胶原/壳聚糖/纳米TCP一体化层状梯度修复体具有良好的孔隙结构和生物相容性,有望成为一种新型的组织工程支架材料用于骨软骨缺损修复。

铝硅磷质胶凝材料的微观结构与性能

采用浇注成型的方法,用中位径D50为1.80μm的偏高岭土和磷酸盐溶液按P2O5与Al2O3的摩尔比为0.202混合,可以获得胶凝性能和力学性能较好的胶凝材料,常温下,6h内即可达到终凝,7d抗压强度可达92.5MPa。利用红外光谱、扫描电镜和X射线晶相衍射分析了铝硅磷质胶凝材料的物相组成、微观结构及凝结、反应机理。铝硅磷质胶凝材料的相组成在1000℃仍为无定形态,具有良好的中高温稳定性,耐火度高达1550℃。

水泥基渗透结晶型防水材料的作用机理分析

对水泥基渗透结晶型防水材料的活性物质进行分析,从渗透、结晶角度详细探讨了该类材料的防水作用机理。分析认为,渗透的动力主要是来自于化学势梯度,而产生化学势梯度的原因是浓度差;渗透结晶型防水材料一方面自身发生化学反应生成结晶体,另一方面促进未水化水泥水化,生成C-S-H凝胶或结晶体,起到防水抗渗作用。

胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响

利用电化学阻抗法和压汞法等研究了外渗氯盐条件下胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响,结果表明:随胶凝材料中粉煤灰或矿渣含量的提高,钢筋混凝土耐久性、混凝土电阻率和钢筋电荷转移电阻先增加后减少,钢筋腐蚀速率则先减少后增加;氯离子临界浓度随钢筋周围溶解氧含量的提高及Ca(OH)2含量的降低而降低;掺合料取代部分水泥后提高了混凝土的致密性,增大了电荷转移电阻,提高了钝化膜的稳定性,同时会降低混凝土内的Ca(OH)2含量,引起氯离子临界浓度下降.

缓凝剂对碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料性能的影响

研究了数种缓凝剂对碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料工作性能的影响。结果表明,适用于碱矿渣水泥的部分缓凝剂均不适用于碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料,而缓凝剂BaCl2无论是以粉末形式还是以溶液形式掺入,均可很好地改善该灌浆材料的流动性能,有效延长其凝胶时间并促进材料后期强度的发展,但早期强度降低。以粉末形式掺入时,3 d强度降低约36%左右。同时分别探讨了BaCl2溶液和粉末BaCl2的作用机理。

纳米氧化铝对牙科烤瓷材料的强化与增韧

以纳米氧化铝为弥散颗粒,对低温牙科烤瓷材料进行了增强、增韧.采用X射线衍射技术研究了氧化铝在烧结体中的存在形态,并分析了氧化铝添加量对材料强度、硬度和韧性的影响.结果表明:牙科烤瓷材料的抗弯强度、硬度和韧性随纳米氧化铝添加量的增加而增加;在烧结温度不超过900℃时,添加1.5%(质量分数)的纳米氧化铝对牙科烤瓷材料有明显的增强增韧作用.

骨与牙釉质组织的生物矿化及磷酸钙材料仿生合成研究进展

骨和牙釉是典型的有机基质介导生成的生物矿化材料,其中的矿物相都属于以磷灰石为主的钙磷酸盐系统,但有机基质的不同使得晶体尺寸、形貌及排列方式迥异.本文综述了有关骨和牙釉组织的生物矿化研究,重点探讨对这些天然生物矿化组织的分级结构、基质蛋白的自组装及调控矿化机理的认识.在此基础上,磷酸钙材料的仿生合成以期应用于硬组织的缺损修复或再生医学也是目前的重要研究内容.

生物活性玻璃/胶原蛋白/磷酸丝氨酸复合支架材料的制备及其细胞相容性探讨

通过冷冻干燥方法制备出仿生型多孔结构的溶胶-凝胶生物活性玻璃(BG)/胶原蛋白(COL)/磷酸丝氨酸(PS)支架材料,并评价了小鼠胚胎成骨细胞系细胞在BG、BG-COL、BG-COL-PS支架材料上的生长、黏附、增殖情况。MTT法测结果显示,细胞在材料表面贴附、增殖良好,且细胞在BG-COL-PS支架材料生长增殖要明显好于BG-COL、BG支架材料。BG-COL-PS支架材料有可能成为一种新型的骨组织工程支架材料。

聚乙二醇-介孔二氧化硅复合材料的合成及表征

利用共混法合成了聚乙二醇-介孔二氧化硅有机-无机复合材料。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM、红外光谱(FTIR)、DSC-TG等对聚乙二醇-介孔二氧化硅复合材料进行了表征。结果表明,聚乙二醇-介孔二氧化硅仍保持了原来的介孔结构,可以均匀地分散到介孔二氧化硅的基质中。PEG是靠氢键吸附在纳米HMS颗粒表面,两者并没有发生化学反应生成新的化合物。所合成的聚合物具有比较好的耐温性能,HMS提高了聚合物的耐热性。

掺合料对胶凝材料水化热及混凝土氯离子扩散系数的影响

分别利用水化热测定仪和自然浸泡法研究了掺合料对胶凝材料水化热及对混凝土内氯离子扩散系数的影响,结果表明:单掺粉煤灰或矿渣时,胶凝材料的放热总量和最大放热速率随掺合料掺量的增加而降低,粉煤灰混凝土内的氯离子扩散系数随粉煤灰掺量的增加先减小后增大,当掺量为30%时氯离子扩散系数最小,矿渣混凝土的扩散系数随矿渣掺量的增加而降低;复掺粉煤灰和矿渣时,复合胶凝材料的放热总量及最大放热速率均低于单掺粉煤灰或矿渣时的胶凝材料,且放热总量随着复合胶凝材料掺量的增加而降低,复合掺合料混凝土内的氯离子扩散系数随掺量的增加而降低,且均低于同比例单掺粉煤灰或矿渣时混凝土内的氯离子扩散系数。