生物体内可降解骨组织工程复合材料的研究与进展

可降解骨组织工程复合支架材料可以分为同类生物材料的复合,不同类别生物材料之间的交叉复合.天然材料存在性能难以重现,难以大批量生产,在体内水解过程中不能保持空间构型等缺点;人工合成生物高分子材料之间的复合,但其本体降解特性会使支架过早丧失结构完整性,且局部形成降解产物的积累,引起炎症反应;人工合成无机材料之间的复合,存在脆性大、润湿性较差,降解性能较差等不足.交叉复合可以克服单种材料支架的缺陷.交叉复合材料可以分为:天然生物材料与无机材料之间的复合;人工合成高分子与无机材料之间的复合;金属基交叉复合材料.     

均聚物PS共混对PI-PS-PLA薄膜中微纳米结构的影响

将均聚物聚苯乙烯（PS）与三嵌段共聚物聚异戊二烯聚苯乙烯聚乳酸（PIPSPLA）以一定摩尔比共混,采用原子力显微镜（AFM）研究了均聚物浓度对其薄膜样品中微纳米结构的影响。结果表明：当n(PS)∶n(PIPSPLA)为1∶2和1∶1时,薄膜呈现出规则排列的柱状微结构,且柱状微区的尺寸较混合前的样品有所改变;当n(PS)∶n(PIPSPLA)为2∶1时,PS与嵌段共聚物PIPSPLA的分子链发生了相分离,其中均聚物PS相形成了较大尺寸的岛状微区。     

葡聚糖包裹的超顺磁性Fe3O4纳米颗粒用于MRI造影剂的研究

目的探讨葡聚糖包裹的超顺磁性Fe3O4纳米颗粒（dextran-coated superparamagnetic iron oxides nanoparticles,dextran／SPIONP）作为间质注射的MRI造影剂的可行性。方法应用界面共沉淀法,制备dex—tran／SPIONP,用透射电镜、能谱分析、X射线衍射、红外光谱测试、热重分析等方法对dextran／SPIONP的大小、磁性能等进行表征,并研究葡聚糖对SHONP的影响。然后,将dextran／SPIONP稀释成不同剂量,兔舌粘膜下间质注射后的不同时间段,切取前哨淋巴结,行核磁共振波谱分析,确定dextrart／SPIONP的最适剂量和最佳检测时间。结果dextran／SPIONP的平均直径为6～9nm,其表征与经典的共沉淀法制备的颗粒一致,具有超顺磁性,葡聚糖是影响SPIONP饱和磁化强度的主要因素。dextran／SPIONP用于间质注射的最适剂量为含铁量20μmol,最佳检测时间为注射后2Ah。结论用界面共沉淀法制备的dextran／SPIONP是一种适用于间质注射的MRI造影剂。     

紫外光辐照接枝MMA改性锂离子电池PE隔膜

采用紫外光辐照接枝的方法,通过本体聚合,将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝至聚乙烯（PE）隔膜表面,以改善其对电解液的润湿性能。结果表明：通过紫外光辐照可实现有效的表面接枝,当引发剂质量浓度为0.10 g/mL,光照时间为150 s时,表面接枝率达到49.15%,通过扫描电镜、原子力显微镜等对膜表面形貌变化进行了观察,静态接触角测试表明,接枝改性后膜对电解液的接触角从47.8°～48.1°降至18.1°～20.4°,润湿性能提高。     

6FDA型聚酰亚胺的合成及其分子量调控

以4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)为二酐单体,2,2双(3-胺基-4-羟基苯)六氟丙烷为二胺单体,采用“溶液缩聚亚胺化反应”两步合成法,获得了可溶性聚酰亚胺材料。通过傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、凝胶色谱(GPC)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)等分析测试,考察了原料配比、亚胺化温度、亚胺化时间及催化剂等因素对产物重均分子量等特性参量的影响。结果表明：通过调节合成条件,该聚酰亚胺重均分子量可达4.5×104,具有优良的热稳定性,其起始分解温度高于490 °C,且在NMP、DMF、DMAc、DMSO、THF、丙酮等有机溶剂中具有优良的溶解性能,能于80 °C的低温下亚胺化制得,对材料的大批量制备具有重要意义。     

纳米化表面钛合金内植物的界面组织学和生物力学评价*

背景：假体松动是造成人工关节置换失败和翻修的主要原因之一。材料表面处理能够促进假体和骨组织界面的骨整合,提高假体的稳定性。 目的：研究纳米化表面钛合金(Ti6A14V)內植物在动物体内的骨整合情况。 方法：基于严重塑性变形原理制备纳米化表面钛合金。在比格犬股骨髁间植入普通表面、羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金内植物,置入后3个月取材,处死前行影像学观察,处死后取带有内植物的股骨髁制作不脱钙骨组织磨片,行Van Gieson苦味酸一品红染色,观察内植物和骨组织界面组织学情况,并进行骨动力学参数计算。同时行推出实验,比较不同表面内植物和骨组织界面生物力学情况。 结果与结论：影像学检查,见内植物和骨组织结合良好;界面组织学可见羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金与骨界面有大量成熟骨小梁直接结合,两者界面骨结合率相似(P > 0.05),但都优于普通表面钛合金(P < 0.01);推出实验显示羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金內植物和骨组织的结合力相似(P > 0.05),但都优于普通表面钛合金(P < 0.001)。提示严重塑性变形原理制备的纳米化表面钛合金和羟基磷灰石表面钛合金一样具有成骨诱导活性,能够促进骨整合,具有良好的临床应用前景。     

可降解镁锌合金的细胞毒性和溶血实验

背景：自主设计的可降解镁锌合金既保持了镁合金与人骨接近的密度和弹性模量，又排除了商业镁合金中铝和稀土元素的毒性。 目的：评价自制可降解Mg-6wt%Zn合金的细胞相容性。 设计、时间及地点：对比观察实验，于2007-11/2008-03在上海交通大学附属第六人民医院中心实验室完成。 材料：可降解Mg-6wt%Zn合金由上海交通大学材料科学与工程学院研制，密度1.82 g/cm3，弹性模量44 GPa。细胞毒性实验所用L-929细胞由中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库提供。溶血实验所用血取自成年雄性新西兰大白兔。 方法：将Mg-Zn合金浸提液稀释成100%，50%，10%，加入96孔板里培养L-929细胞，并设单纯的DMEM培养液为阴性对照组，加入0.64%苯酚的DMEM培养液为阳性对照组。 主要观察指标：分别在第2，4，7天用MTT比色法定量测试材料对L-929细胞相对增殖率的影响, 并根据ISO 10993-5:1999标准评估细胞毒性。应用倒置显微镜观察细胞培养2，4，7 d 后形态和生长状况。按照ISO 10993-4:2002标准，通过对材料与兔血红细胞在体外接触过程中，所致红细胞溶解和血红蛋白游离程度的测定，评价材料的体外溶血性。 结果：随着培养时间的增加，细胞形态保持正常，数量明显增多，不同浓度镁锌浸提液中细胞生长形态与阴性对照并无明显差异。可降解镁锌合金对L-929细胞无明显毒性作用，毒性评价为0~1级。可降解镁锌合金对血液的溶血率为3.4%，小于标准规定的5%，属于无溶血反应。 结论：可降解镁锌合金无明显细胞毒性，细胞相容性较好。     

液晶高分子液滴形变和回缩过程的模拟

得到了描述分散相液晶高分子液滴形变和回缩过程(松驰过程)的理论模型.该模型主要以椭球形变模型为基础,引入了代表有序微区结构的介观尺寸变量和随结构变化的界面张力两个变量.结果表明:修正的理论模型预测值与松弛过程实验结果相吻合,与剪切形变过程实验结果有一定偏差,但比原始的椭球形变模型预测的结果更接近实验值.     

钛合金表面纳米结构在兔体内对骨结合的影响

目的 研究钛合金(Ti6Al4V)的表面纳米结构在体内对植入体与周围骨组织结合的影响.方法 基于严重塑性变形(SPD)原理制备表面纳米晶体结构的钛合金.在SD新西兰大白兔股骨粗隆植入普通钛合金(Ti组),表面纳米钛合金(nano-Ti组)和羟基磷灰石涂层钛合金(HA组),术后4、8和12周取材,处死前行影像学观察并肌内注射盐酸四环素和钙黄绿素行荧光标记;取有植入体的股骨进行Van Gieson苦味酸.品红染色以及荧光染色组织学观察并进行骨动力学参数计算;同时,对植入体和骨界面分别进行扫描电镜和透射电镜观察,比较不同表面植入体-骨界面结合情况.结果 影像学检查,可见nano-Ti组界面骨质修复早于Ti组;界面组织学可见nano-Ti组骨结合率优于Ti组,显示纳米表面骨结合良好;同时,nano-Ti组界面比起Ti组有更强的四环素和钙黄绿素荧光标记,显示界面成骨活跃,其周围骨矿化沉积率也明显高于Ti组.扫描电镜和透射电镜观察结果显示,8周后HA组材料表面出现明显降解,界面骨组织细胞内可见大量吞噬颗粒,而nano-Ti组界面骨组织中未见脱落颗粒和吞噬现象.结论 钛合表面纳米结构金能够促进体内骨整合,且界面骨组织中无明显降解颗粒,有望成为可供临床使用的新型骨人工关节植入材料.     

纤维多孔钛微球复合纳米锶磷灰石修复骨缺损的实验研究

Objective To evaluate the effect of titanium fiber mesh microballoons combined with nano-Sr-HAP on repair of bone defects in vivo. Methods The experimental model was set up by creating drill defects in the bilateral femoral condyle of 24 SD rats [6 months, with the mean weight of (545±22 g)]. The left femoral defects were filled with titanium fiber mesh microballoons combined with nano-Sr-HAP, and the right with pure metal scaffolds. At the 1st, 2nd, 4th, and 8th week after surgery, the specimens were killed and taken the X-ray, histology, and histomorphology observation. The results were contrasted and ana-lyzed. Results X-ray observation showed that the bone defects in both sides were repaired. Histological re-sults showed that the titanium fiber mesh microballoons allowed the new bones growing inside, and more new bones in the left implants compared with those in the right sides. The results of histomorphometrical analysis confirmed that neo-bones in the left sides gradually increased as time passed. There were statistic differences in neo-bones at the 2nd, 4th, and 8th week, and the differences between the two sides were statistically sig-nificant at the 4th and 8th week. Conclusion As titanium fiber mesh microballoons used in this experiment have good biocompatibility and osteoconduction ability, they can be used as scaffold for bone defect repair; and Nano-Sr-HAP can enhance the repair ability of titanium fiber mesh.