碳纤维增强α-磷酸三钙骨水泥的研究

为提高α-磷酸三钙（α—TCP）骨水泥的强度及降低其脆性，将表面改性后的碳纤维（CF）与α—TCP粉复合，制备成α—TCP／CF复合增强骨水泥。通过Ringer’s体液浸泡观察骨水泥快速结晶自固化能力，运用扫描电子显微镜（SEM）及抗压强度测试仪对复合材料浸泡后试样进行断面显微结构分析及抗压强度测试。结果显示，α—TCP骨水泥块浸泡5d后即转化生成片状羟基磷灰石晶体；适量的碳纤维在骨水泥基体中分布均匀，与基体结合性好，可得到抗压强度增强的骨修复材料；当碳纤维的加入重量百分数为0．5％时，复合材料抗压强度达到46．7MPa，比未增强的α—TCP材料提高了22％。     

纤维增强磷酸钙骨水泥生物复合材料初探

目的 采用羟基磷灰石包裹的聚乙烯纤维增强α-TCP生物骨水泥，以提高复合材料的强度。方法 利用X射线衍射和扫描电镜，对水化后的复合材料进行成份分析和组织观察，用CMT系列微机控制电子万能(拉力)试验机测其抗折强度，压汞法测气孔率。结果 水化产物主要为羟基磷灰石，形成的针状晶体在纳米尺度，抗折强度为8．20MPa，气孔率为45．8％。结论 经过处理的聚乙烯纤维分散均匀与基体结合良好；纤维的加入可提高α-TCP骨水泥生物复合材料的强度：裂纹在纤维处被转向或钉扎。     

纤维增强磷酸钙骨水泥生物复合材料初探

目的采用羟基磷灰石包裹的聚乙烯纤维增强α-TCP生物骨水泥,以提高复合材料的强度. 方法利用X射线衍射和扫描电镜,对水化后的复合材料进行成份分析和组织观察,用CMT系列微机控制电子万能(拉力)试验机测其抗折强度,压汞法测气孔率. 结果水化产物主要为羟基磷灰石,形成的针状晶体在纳米尺度,抗折强度为8.20 MPa ,气孔率为45.8%.结论经过处理的聚乙烯纤维分散均匀与基体结合良好;纤维的加入可提高α-TCP骨水泥生物复合材料的强度;裂纹在纤维处被转向或钉扎.     

纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙纤维/聚乳酸骨组织工程复合支架的特性*

背景：近年来国内外在骨与软骨组织支架复合材料方面进行了广泛的研究,取得了积极的成果,但仍存在许多问题。 目的：观察纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙纤维/聚乳酸(HAP/CPP/PLLA)骨组织工程支架复合材料的特性。 方法：采用溶媒浇铸、粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备出纳米HAP/CPP/PLLA骨组织工程支架复合材料,测试该支架复合材料的物理力学性能,并用扫描电子显微镜对其微观结构进行观察。 结果与结论：结果表明,纳米HAP/CPP/PLLA支架复合材料具有三维、连通、微孔网状结构,并具有较高的孔隙率和较好的压缩模量,是理想的骨组织工程支架材料。     

α-磷酸三钙/HA晶须/羧甲基壳聚糖-明胶复合增强多孔骨水泥的制备研究

为研究羟基磷灰石(HA)晶须和羧甲基壳聚糖-明胶(CMC-Gel)对多孔磷酸钙骨水泥(CPC)力学性能的影响,将α-磷酸三钙(α-TCP)粉、HA晶须和致孔剂L-谷氨酸钠按一定的质量比进行混合,加入调和液制备成α-TCP/HA晶须复合多孔骨水泥,然后将其浸润到一系列不同CMC和Gel质量比的溶液中以制备α-TCP/HA晶须/CMC-Gel复合增强多孔骨水泥,对其进行抗压强度测试和扫描电镜观察。结果显示,当HA晶须含量为4%,未添加CMC和Gel时,α-TCP/HA晶须复合多孔骨水泥的抗压强度达到2.57MPa,与未复合HA晶须的骨水泥相比提高了81%;当CMC和Gel的质量比为50∶50时,α-TCP/HA晶须/CMC-Gel复合多孔骨水泥的抗压强度达到最大值3.34MPa,与单纯的多孔α-TCP骨水泥相比提高了135%,同时韧性也有较大改善。     

原位生长纳米羟基磷灰石晶须增强β-磷酸三钙多孔支架的生物安全性

背景：通过纳米羟基磷灰石原位生长明显提高了磷酸钙支架的强度与韧性。 目的：体外评价纳米羟基磷灰石晶须/β-磷酸三钙(nHAW/β-TCP)作为人工骨支架材料的生物相容性。 方法：急性全身毒性试验：30只小白鼠随机分为静脉实验组,腹腔实验组和对照组,分别注射浸提液及生理盐水,24,48,72 h观察动物的一般状态。溶血试验：材料浸提液与稀释人鲜血混合观察红细胞溶解情况,545 nm下检测A值计算溶血率;致敏试验：16只豚鼠随机分为实验组、阴性对照组和阳性对照组,每只豚鼠脊柱两侧皮内注射等体积nHAW/β-TCP支架材料浸提液、生理盐水及二硝基氟苯。于注射后即刻和24,48,72 h观察局部皮肤反应。细胞毒性试验：材料浸提液培养细胞进行细胞形态大体观察,采用CCK-8法观察细胞活性。 结果与结论：急性全身毒性试验：人工骨浸提液静脉及腹腔注射后不引起小鼠呼吸、进食改变或死亡,体质量稳定。溶血试验：nHAW/β-TCP的溶血率小于ISO规定的5%,可认为这种材料无溶血作用。致敏试验：豚鼠皮内注射后未出现过敏反应。细胞毒性试验：CCK-8细胞毒性试验显示不同浓度人工骨浸提液的细胞毒性为0级。提示nHAW/β-TCP复合支架不引起全身毒性反应、溶血反应和过敏反应,且无细胞毒性,生物相容性良好,符合组织工程人工骨支架材料的应用要求。     

β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料的骨内降解

背景：调控聚乳酸类可吸收材料的降解速率,使材料降解与新生骨爬行替代速度更同步,加入羟基磷灰石或β-磷酸三钙等无机粒子是目前的主流选择。 目的：对比观察β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料和聚-L-乳酸在松质骨内的降解速度及诱导成骨能力。 方法：将β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料及聚-L-乳酸材料分别植入12只新西兰大白兔双侧股骨内髁及外髁后,于术后6,12,24周3个时间点取材,测定其各个时间点的生物吸收率,扫描电镜和光学显微镜观察其在松质骨内的形态学变化,周围新骨爬行替代及异物反应情况。 结果与结论：各个时间点β-磷酸三钙/聚-L-乳酸与周围骨质贴合比聚-L-乳酸材料更紧密,未见明显异物反应。6周时β-磷酸三钙/聚-L-乳酸材料生物吸收率小于聚-L-乳酸材料,12周后生物吸收率增速加快,同时材料表面出现均匀分布的微孔及裂隙;术后24周内两种材料均未见新生骨爬行替代。结果表明β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料早期降解较聚-L-乳酸材料慢,有利于移植物植入早期的坚强固定;6周后降解加快,24周内未见诱导成骨现象。     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的性能

背景：目前普遍使用的黏合剂对粉碎骨折块进行黏合复位或多或少都存在一些缺陷。 目的：研制具有黏接骨骼作用的生物活性骨水泥。 方法：应用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合材料作为骨水泥的固相粉体,将柠檬酸衍生物配制成溶液作为液相。通过优化实验,从骨水泥的固化时间、抗压强度、抗拉强度、抗稀散性等方面确定最佳配比。 结果与结论：纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠质量比为65/35,其中羧甲基壳聚糖和海藻酸钠质量比为4∶1时复合成粉体,并按固液比为1.0∶0.5(g∶mL)调拌后形成的骨水泥呈膏状,塑形性和抗稀散性能良好,固化时间12~18 min,抗压强度为(4.5±2.1) MPa。体外黏接猪股骨头抗拉强度在不同室温下无显著性差异无显著性意义(P > 0.05),固化后2 h的抗拉强度达到24 h的94%。骨水泥为多孔状结构,孔径为100~300 μm,纳米羟基磷灰石分布较均匀。提示制备的纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥具有良好的生物活性、适当的力学强度以及较好的黏合强度。     

纳米羟基磷灰石骨修复复合材料的研究进展

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是一种性能良好的骨修复材料，但是由于脆性而限制了它在承力部位的应用。天然骨本身是纳米羟基磷灰石（Nanohydroxyapatite，n．HA）和胶原的复合材料，从仿生的角度看，n—HA与其它材料复合可以提高生物相容性和力学性能。目前研究的纳米羟基磷灰石复合材料可分为两类：非降解的纳米羟基磷灰石复合材料和可降解的纳米羟基磷灰石复合材料。前者包括n—HA/聚乙烯、n-HA／尼龙以及n—HA／聚丙烯酸。后者主要有n—HA与胶原、明胶、壳聚糖、聚乳酸和聚酸酐等的复合材料。本文详细综述了近年来纳米羟基磷灰石复合材料的制备、力学性能以及生物学性能的研究进展。     

优化磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架材料的配比

背景：前期实验显示,聚乳酸存在刚度差,降解缓慢,降解后期降解液明显偏于酸性,易在细胞培养时引起无菌性炎症反应等缺点。 目的：在前期工作的基础上,优化聚乳酸支架材料实验方案和配比。 方法：自制聚磷酸钙纤维和β-磷酸三钙为添加材料,聚左旋乳酸为基体材料,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合制备配比20/30/50磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架复合材料。 结果与结论：①磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料具有三维、连通、微孔网状结构,孔隙率在70%~95%。②孔隙率相近时,该支架材料的压缩模量比纯聚乳酸支架的压缩模量有了明显提高。③支架材料的降解率可通过加入聚磷酸钙纤维和支架的孔隙率加以调控。④β-磷酸三钙的加入使降解液pH值保持在6.0~7.0之间,避免了酸性降解产物引起的无菌性炎症反应。说明磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料的物理力学性能和降解性能基本满足软骨组织工程的要求。     

不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损

背景：羟基磷灰石/β-磷酸三钙双相磷酸钙陶瓷具有良好的生物相容性与骨传导能力,可以作为涂层材料联合用于超临界骨缺损修复,但羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层的最佳质量比目前尚无明确报道。目的：在兔桡骨超临界骨缺损部位植入不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层多孔生物陶瓷支架,评估其修复作用,以期获得最佳的涂层比例。方法：采用3D打印技术制备羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,并在其表面使用不同比例的羟基磷灰石与β-磷酸三钙(二者质量比分别为3∶7,5∶5,7∶3)进行涂层处理,然后对支架的细胞毒性、孔隙率、力学强度、涂层厚度等参数进行测试。在36只新西兰大白兔右前肢建立15.0 mm兔桡骨超临界骨缺损模型,随机分4组处理,每组9只：空白组不植入任何材料,3∶7涂层组、5∶5涂层组、7∶3涂层组分别植入对应质量比例涂层的羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,术后4,8,12周,分别进行X射线片及Micro-CT检查、Van-Gieson染色、苏木精-伊红染色及Ⅰ型胶原蛋白免疫组织化学分析。结果与结论：(1)3∶7、5∶5、7∶3涂层支架的细胞毒性均为0级,涂层厚度为(75.2±0.54)μm,孔隙率分别为(54....     

射频磁控溅射法制备羟基磷灰石/β-磷酸三钙生物涂层

目的以粉末冶金烧成的羟基磷灰石(HA)/-β磷酸三钙(β-TCP)陶瓷为靶材,采用磁控溅射法在钛合金(Ti6Al4V)基体上制备HA/β-TCP生物涂层。方法利用XRD研究了复合涂层的晶化程度,讨论了涂层成分与生物降解性及相容性的关系。结果HA/β-TCP生物涂层为非晶态,经700℃,3h大气处理可显著提高涂层的晶化程度,当涂层成分为50wt%HA/50wt%β-TCP时其细胞相容性最好。结论在钛合金基体上制备HA/β-TCP生物涂层,通过HA与β-TCP的复合来控制材料的降解速度,使它的降解速度与周围骨组织的生长速度相匹配,使植入体具有良好的生物降解性、生物活性和力学性能。     

羟基磷灰石/聚DL乳酸复合材料骨内植入界面观察

评价自行研制的可吸收羟基磷灰石／聚ＤＬ乳酸复合骨折内固定材料的骨结合和刺成骨能力。方法：在兔股骨髁松质骨部作横行截骨后用一枚ＨＡ／ＰＤＬＬＡ棒内固定,３,６,１２,２４,３６周取材。结果：组织学检查见材料周围明显新骨形成,在髁部材料与骨组织直接接触。扫描电镜见新骨表面有活跃的成骨细胞,ＨＡ与新骨直接结合。推出试验见材料－骨组织界面剪切强度逐渐增加。结论ＨＡ与ＰＤＬＬＡ复合,使材料 定程度的骨结能力     

纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料研究进展

综述羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）/胶原复合材料的研究进展,着重阐述自组装纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料的制作方法、结构特点、体内植入后修复骨缺损的效果及降解过程.基于仿生学设计的纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料,其HA纳米晶体约50～100nm,HA的C-轴沿胶原纤维排列,形成片状包绕胶原纤维束,HA和胶原分子之间为牢固的化学键性结合,为自组装的纳米结构,和自然骨中钙化的胶原相同.复合材料体内植入后降解和骨替代的过程与骨的改建过程相似.纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料具有生物降解性高、表面能大、生物活性好、生物相容性好等特点,作为骨修复和重建材料具有更好的前景.     

纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料研究进展

综述羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/胶原复合材料的研究进展,着重阐述自组装纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料的制作方法、结构特点、体内植入后修复骨缺损的效果及降解过程。基于仿生学设计的纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料,其HA纳米晶体约50～100nm,HA的C-轴沿胶原纤维排列,形成片状包绕胶原纤维束,HA和胶原分子之间为牢固的化学键性结合,为自组装的纳米结构,和自然骨中钙化的胶原相同。复合材料体内植入后降解和骨替代的过程与骨的改建过程相似。纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料具有生物降解性高、表面能大、生物活性好、生物相容性好等特点,作为骨修复和重建材料具有更好的前景。     

聚D,L-乳酸/羟基磷灰石复合纤维的力学性能研究

采用熔融纺丝法制备PDLLA／HA复合纤维，探讨PDLLA／HA复合纤维的力学性能及影响因素和性能变化规律。实验结果表明：在分子量为12万的PDLLA中，加入一定量4～20μm的HA颗粒能提高复合纤维的力学性能。在PDLLA基体中添加HA的质量分数以10％为宜，以此配比制备的复合纤维的断裂强度高于其它配比复合纤维的断裂强度。采用分子量为20～30万的PDLLA制备的复合纤维断裂强度高，性能优异。复合纤维断裂强度随纤维直径的增加而下降，在直径为40～60μm时，复合纤维断裂伸长率高，弹性好。     

骨髓间充质干细胞复合羟基磷灰石/磷酸三钙植骨材料的体外研究

目的研究兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)在羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/TCP)植骨材料上的黏附增殖情况。方法抽取兔股骨骨髓,进行贴壁培养BMSCs。在成骨诱导液中诱导BMSCs,于7d用钙钴法检测碱性磷酸酶活性,10d进行茜素红矿化结节染色;在成脂诱导液中诱导BMSCs,于21d进行油红O染色。将BMSCs接种到HA/TCP植骨材料上,加入成骨诱导液,采用倒置显微镜、荧光显微镜及扫描电镜检测,并采用四氮唑蓝(MTT)比色法测定HA/TCP植骨材料上BMSCs的增殖情况。结果BMSCs在成骨诱导液中7d碱性磷酸酶呈强阳性,10d矿化结节染色呈橘红色;在成脂诱导液中,21d油红O染色呈阳性。BMSCs在HA/TCP植骨材料上孔隙周围及孔隙内生长良好并大量增殖。MTT分析结果显示,HA/TCP对BMSCs的体外增殖无抑制作用。结论BMSCs与HA/TCP植骨材料有良好的生物相容性。     

β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架复合骨髓基质细胞修复节段性骨缺损

背景：组织工程β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架材料具有良好的生物相容性。 目的：评估骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合体修复兔桡骨大段骨缺损成骨的效果。 方法：取新西兰大白兔40只,建立桡骨双侧大段骨缺损模型,其中35只右侧植入自体骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合物作为实验组,左侧植入β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架材料作为对照组;另5只作为空白对照不作任何处理。植入后4,8,12,16周拍摄X射线片观察骨缺损修复情况。 结果与结论：实验组术后2周可见缺损处有散在的、少量模糊状骨痂生成,术后4周可见明显骨生成影像,成云雾状,均匀分布在骨缺损区,术后8周整个缺损区均可见骨痂生成,成骨现象更加明显,部分髓腔已通,术后12~16周,缺损区已完全被新生骨组织充填,骨髓腔已完全再通,修复区较正常桡骨细,骨缺损修复效果明显优于对照组与空白对照组(P < 0.01)。说明自体骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合移植可较完全修复大节段骨缺损。     

纳米壳聚糖纤维强化型磷酸钙骨水泥的研究

目的探讨纳米壳聚糖纤维强化型磷酸钙骨水泥的机械及生物相容性能。方法使用纳米壳聚糖纤维强化CPC骨水泥,通过MTT比色法及DAPI染色观察其生物相容性情况;通过三点弯曲试验检测其力学性能。结果三点弯曲试验表明经过壳聚糖纤维强化后的骨水泥的机械性能(17.3±4.5)MPa较之普通骨水泥有明显改善(5.3±1.4)MPa;并且这样的改进对材料的生物相容性没有影响,其毒性试验显示新材料相容性比值为(97.5±3.3)%。细胞增值实验3天吸光值分别为(0.237±0.025)、(0.451±0.015)、(0.726±0.032)。结论新型纳米壳聚糖纤维强化型骨水泥无细胞毒性,具有良好的机械性能及生物相容性。     

β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料的成骨检测

背景：在聚乳酸-聚羟基乙酸中加入β-磷酸三钙可调控其降解速率和强度。 目的：观察β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料修复兔股骨髁骨缺损的效果。 方法：制作兔右股骨髁直径5 mm、长10 mm的圆柱形骨缺损模型,随机分3组,其中两组分别于骨缺损处植入β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料,空白对照组不植入任何材料。通过影像学、大体标本、组织学检查评价骨缺损修复效果。 结果与结论：术后12周时,β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料组和β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料组骨缺损都得到修复,两组新骨占缺损区面积差异无显著性意义(P > 0.05),空白对照组骨缺损未修复。表明β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/左氧氟沙星缓释材料可以很好修复兔股骨髁缺损。