多孔β-TCP生物陶瓷制备工艺进展

主要阐述了β-TCP粉末制备方法,包括湿法,干法和水热法工艺方法;多孔β-TCP成型方法,主要有发泡工艺、添加造孔剂工艺、有机泡沫浸渍工艺、注凝成型和微球堆积法成型;多孔β-TCP生物陶瓷的现存问题和发展趋势。     

HA/β-TCP支架材料的研究进展

随着骨修复材料需求的增多,HA/β-TCP复合支架作为一种兼具良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性以及骨诱导性的生物材料受到了人们的广泛关注。本文关注于web of science上的相关文献,主要论述以下几个方面内容:HA/β-TCP组成比例对复合支架的性能影响;HA/β-TCP复合支架与其他主流材料的复合;新制作工艺的出现与结构改进。在技术推进和研究深入的背景下,对作为骨修复工程中较为理想的生物材料HA/β-TCP复合支架的发展现状进行介绍。     

模拟体液中生物大分子对类骨磷灰石矿化的影响

为考察体内生物大分子对羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）基底表面矿化物形成的影响,将牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）和硫酸软骨素（chondroitin sulfate,CS）大分子分别浸入模拟体液（SBF）中制备成2种矿化介质,再将HA浸入上述矿化介质中3d观察类骨磷灰石形成过程.结果 发现HA基底表面均沉积有Na＋和CO2-3取代的类骨磷灰石（Ca3.78Na0.02）（Ca5.22Na0.48）（CO3）1.5（OH）.BSA在2SBF中的存在促进了类骨磷灰石晶体在基材表面沉积,有利于其沿（300）晶面择优取向生长.CS对类骨磷灰石晶体的生长呈阻碍作用,获得的晶粒尺寸较小.模拟体液中BSA和CS大分子对类骨磷灰石晶体生长和形貌等均有一定的作用.     

改性玻璃陶瓷在模拟体液中类骨磷灰石层形成的研究

研究用等离子体活化改性玻璃陶瓷(BGC)，并用模拟体液(SBF)中类骨磷灰石的形成、体外成骨细胞培养、SEM、XPS、XRD等对其进行表征。结果表明：与活化改性前相比较，等离子体活化改性后的BGC更有利于类骨磷灰石的形成，并能促进成骨细胞增殖。等离子体中丰富的高能、高活性的粒子轰击BGC，使其被刻蚀和粗化，增加了表面的溶解性和提供了更多的活性位点，易使局域的钙、磷离子浓度达到过饱和，更利于类骨磷灰石的成核和生长。表明等离子体改性提高了BGC的生物活性。     

在动态模拟体液中致密CaP陶瓷表面形貌对类骨磷灰石层形成的影响研究

磷酸钙陶瓷植入体内后其表面类骨磷灰石层的形成是诱导成骨的先决条件。本实验在模拟体液 (Simu-lated body fluid,SBF)以人体骨骼肌组织的正常生理流率 (2 ml/ 10 0 m l· min)下 ,研究在动态 SBF中致密磷酸钙陶瓷表面形貌对类骨磷灰石层形成的影响。结果表明 :在生理流速条件下 ,材料的粗糙表面有利于类骨磷灰石层的形成 ,加大 SBF中 Ca2 +、HPO4 2 -离子浓度 ,类骨磷灰石层的形成速度加快。本研究进一步证实了材料的几何形貌对类骨磷灰石形成的影响 ,加深了对磷酸钙陶瓷在体内诱导成骨机理的理解     

多孔磷酸钙陶瓷在动态SBF中类骨磷灰石形成的研究

本实验在模拟体液（SBF）以静止、等于或大于骨骼肌组织内体液正常生理流率（2ml/100ml.min)的流动条件下，研究多孔磷酸钙陶瓷上类骨磷灰石的形成，结果表明，SBF在生理流率（2ml/100ml.min)情况下，材料仅在多孔磷酸钙陶瓷孔隙内部形成类骨磷灰石，静态（0ml/100ml.min)情况下，多孔磷酸钙陶瓷材料表面有类骨磷灰石形成；高于生理流率（10ml/100ml/min)时，表面和断面均无类骨磷灰石形成，但如果增加SBF中的Ca^2 ,HPO4^2-的浓度，则在孔隙内部有类骨磷灰石形成，生理流条件下的结果与多数肌肉内植入磷酸钙陶瓷试验的结果一致。仅在多孔材料内部成骨，这个结果表明，比起通常使用的静态浸泡试验，SBF以生理流率流动的动态体外试验能够更好地模拟类骨 磷灰石生长的体内环境，动态SBF对了解类骨磷灰石形成，进而了解磷酸钙陶瓷在体内诱导成骨机理是十分有用的。     

在不同动物肌肉中磷酸钙陶瓷表面类骨磷灰石的形成研究

磷酸钙陶瓷材料植入动物体内后其表面类骨磷灰石层的形成对骨的形成有非常重要的作用，并被认为是骨诱导发生的先决条件。我们将相同大小的孔壁有微孔的多孔材料和致密磷酸钙陶瓷材料植入猪，狗、兔和鼠的背肌或腿肌内，研究陶瓷表面类骨磷灰石的形成，以了解类骨磷灰石层的形成与骨诱导的联系。结果表明：磷酸钙陶瓷材料植入动物的肌肉内14d后，狗，兔和鼠体内的多孔材料孔隙内表面（包括陶瓷表面较深孔隙）有一层类骨磷灰石层形成；植入猪体内的多孔材料内外表面都形成了一层类骨磷灰石，致密材料在几种动物体内都未观察到类骨磷灰石层形成，类骨磷灰石层形成的快慢次序与动物组织学观察到的在不同动物的肌内骨诱导性高低的次序不一致。证实了类骨磷灰石层的形成的确是骨诱导的先决条件。但还有其它因素影响骨诱导的发生。     

几种β-TCP多孔生物陶瓷的制备方法比较

为获得性能更优的多孔生物陶瓷制备方法。分别实验凝胶注模成型、有机泡沫微球热压铸成型和发泡法成型三种β-TCP多孔生物陶瓷的成型方法。得到三种制品的性能参数,并进行了比较。三种制品各自的特性,凝胶注模成型能够获得较高的气孔率和渗透率;有机泡沫微球热压铸成型不仅能够得到较好的气孔率和渗透率,而且工艺比较简单;发泡法成型能够得到较高的压缩强度。     

纳米羟基磷灰石/硫酸钙人工骨在模拟体液浸泡环境下的行为研究

目的 将纳米羟基磷灰石与半水硫酸钙组合构建一种可注射的人工骨材料,研究其在模拟体液环境中的降解与物质变化,并探讨该变化与材料成骨活性的关系.方法 采用模拟人体体液SBF9#浸泡两种晶体物质和不同成分组合的复合材料样品,测定失重率、钙磷元素释放速率,并对材料表面形态和晶体变化作扫描电镜观察和XRD分析.结果 纯羟基磷灰石在早期快速失重后保持稳定,其余材料均稳定降解,复合材料的HA含量越高,降解速率越快.纳米羟基磷灰石组的溶液Ca浓度始终较低;各组均有P元素释出,但随时间减少.XRD分析发现复合材料浸泡中CS峰下降,HA峰强度增高.扫描电镜观察到浸泡后复合材料表面呈现新的晶体形态.结论 CSD与HA在SBF环境下可能出现表面Ca、P的释放-吸附动态过程,材料的降解速度主要取决于CSD,可通过调节成分配比而加以控制.     

多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架材料复合成骨细胞的异位成骨

目的评价多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖﹙nHA/CS﹚支架与成骨细胞复合植入大鼠股部肌袋模型内的异位成骨能力。方法采用共沉淀和粒子沥滤法制备多孔nHA/CS。分离培养培养SD大鼠成骨细胞,并将其与多孔nHA/CS共同培养来构建组织工程骨。将所构建的组织工程骨和空白nHA/CS支架材料分别植入SD大鼠股部肌袋模型内。分别在植入2、4、6、8周后,将植入的支架材料取出行苏木精-伊红染色观察新骨形成情况,并应用JEDA-801D形态学图象分析系统来计算新骨生成率。用SPSS13.0软件包对测定结果进行单因素方差分析。结果在各观察时间段内成骨细胞复合多孔nHA/CS组新骨生成量均多于nHA/CS。结论多孔nHA/CS复合成骨细胞支架材料具有异位成骨能力。     

原位法制备羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的体外生物学研究

通过羟基磷灰石/聚乳酸(HA/PLLA)纳米复合材料在模拟体液(SBF)中的浸泡实验评价该材料的生物学性能。测试发现HA/PLLA纳米复合材料在浸泡过程中SBF的pH值呈现下降趋势,HA的存在缓冲了PLLA的酸性;复合材料表面有类骨磷灰石层沉积,并有"蚕茧状"类骨磷灰石颗粒和夹有短棒状晶体的片状晶体簇生成;同时复合材料的降解导致表面形成大量蜂巢状多孔。因此原位法制备的HA/PLLA纳米复合材料具有较好的生物活性和可降解性。     

酸、碱不同条件对水合沉淀法形成的β-TCP陶瓷粉末的影响

目的本试验试图发现酸碱两种环境对β-磷酸三钙粉末合成的影响。方法利用水合沉淀法分别在不同pH值(3.5～9),不同反应温度(23～80℃)的反应条件下得到粉末前体,经过1100℃高温煅烧,得到8组不同的粉末。粉末经过X光衍射鉴定物相。结果在酸性条件下(pH=4～7),合成的粉末为单一物相的β-磷酸三钙。相反,在碱性条件下(pH=8～9),β-磷酸三钙粉末中混有少量杂质。在极低pH值(pH=3.5～4)条件下,粉末中混有大量杂质。结论在低pH值(pH=4～7),50～70℃温度下,起始反应物的钙磷比值(Ca/P=1.50)以及有氮气的条件下获得的粉末前体,经过1100℃高温煅烧,可以获得成分单一的β-磷酸三钙粉末。     

多孔结构对碳酸化羟基磷灰石骨水泥溶解度的影响

目的探讨碳酸化羟基磷灰石骨水泥中多孔结构存在的意义及其对溶解性能的影响.方法合成能原位固化形成多孔结构的碳酸化羟基磷灰石骨水泥,并通过扫描电镜和模拟体液浸泡实验,观察其孔隙结构和失重率变化.结果多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥固化后的孔隙率为42%,平均孔径为153μm,孔之间以90μm左右的连通孔互相贯通,孔隙结构与松质骨相似.碳酸化羟基磷灰石的多孔结构增加了其比表面积,利于体液循环.经模拟体液浸泡后,其失重率的改变比普通型碳酸化羟基磷灰石骨水泥明显增加,二者差异显著.结论碳酸化羟基磷灰石骨水泥内部的多孔结构能促进其体外溶解.     

多孔纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合骨修复材料的制备

BACKGROUND: Compared with dense bone repair materials, porous materials has lower intensity, but its three-dimensional porous network structure can ensure a larger surface area that is more conducive to cell adhesion, growth and division as well as nutrient transmission. OBJECTIVE: To investigate the preparation and performance of porous nano-hydroxyapatite/polyamide composites. METHODS: Porous nano-hydroxyapatite/polyamide composites were prepared using chemical foaming method, and different composite bone repair materials were made by regulating foaming agent amount and nano-hydroxyapatite content. Mechanical properties, porosity and composition of the composite bone repair materials were detected. RESULTS AND CONCLUSION: Porous nano-hydroxyapatite/polyamide composites were substantially tubular  channels, and had relatively good connectivity and uniform distribution, with a pore size of 260-400 μm, porosity of 35%-57%. Foaming agent amount, nano-hydroxyapatite content and density of composite materials all are influential factors of the total porosity. Porous nano-hydroxyapatite/polyamide composites have better mechanical properties and compressive strength than the cancellous bone, and the foaming agent has no influence on its shape, composition and diffraction peaks.      

Sr+β-TCP+OCP材料对大鼠脂肪来源干细胞活性及成骨分化的影响

目的 探究锶/β-磷酸三钙/磷酸八钙（Sr+β-TCP+OCP）材料对大鼠脂肪肪来源干细胞（r ADSCs）活性及成骨分化的影响。方法 将SD大鼠安乐处死,进行r ADSCs原代培养后完成r ADSCs成骨诱导,制备Sr+β-TCP+OCP、β-TCP、OCP材料,随机分为1%Sr+β-TCP+OCP组、3%Sr+β-TCP+OCP组、5%Sr+β-TCP+OCP组、β-TCP组、OCP组、对照组（成骨诱导培养液）。甲基偶氮唑蓝（MTT）比色法检测r ADSCs增殖,检测碱性磷酸酶（ALP）活性及钙离子含量,蛋白质免疫印迹（WB）检测r ADSCs成骨相关蛋白。结果 与对照组和3%Sr+β-TCP+OCP组相比,β-TCP组、OCP组、1%及5%Sr+β-TCP+OCP组第1天、3天、6天吸光值（A）均下降（P<0.05）。在d3、d6 5%Sr+β-TCP+OCP组A值均低于β-TCP组、OCP组、1%Sr-β-TCP组（P<0.05）。随着时间延长,各组A值均升高（P<0.05）。与对照组、β-TCP组、OCP组相比,1%、3%Sr+β-TCP+OCP组ALP活性...     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨髓间充质干细胞阻止股骨骨不连的形成

BACKGROUND: Orthopedists should pay more attentions to nonunion prevention in view of nonunion treatment, that is, active interventions should be taken to avoid bone delayed union and nonunion.     

HA/ZrO2 不同复合材料对MSCs贴壁、增殖及成骨分化影响的差异

目的: 观察间充质干细胞(MSCs)在不同生物材料表面的生长及成骨分化情况。方法: 采用干铺法制备氧化锆(ZrO₂)单层复合羟基磷灰石(HA)及ZrO₂梯度复合HA 两种复合材料,观察复合材料表面形貌特征。分离和培养兔MSCs,分别培养于HA/ZrO₂单层复合材料、HA/ZrO₂梯度复合材料、纯HA及ZrO₂材料薄片上,观察细胞贴壁、增殖情况和碱性磷酸酶活性,提取细胞总RNA并检测Ⅰ型胶原、骨钙蛋白和骨桥蛋白mRNA 表达情况。结果: 制备的HA/ZrO₂单层复合材料具有不连续的HA表面层,可以清晰地观察到部分ZrO₂基体。而HA/ZrO₂梯度复合材料表面较为粗糙,呈多孔状。X射线衍射分析显示,经高温烧结后,两种复合材料表面的ZrO₂相依旧存在,HA相转变为β-Ca₃(PO₄)₂(β-TCP)、α-Ca₃(PO₄)₂(α-TCP)和CaZrO₃相。细胞培养显示,HA/ZrO₂梯度复合材料更有利于细胞贴壁。细胞在纯HA上碱性磷酸酶活性较其它组显著升高;细胞在复合材料和纯HA上Ⅰ型胶原、骨钙蛋白和骨桥蛋白表达较对照组均有不同程度升高,其中Ⅰ型胶原表达升高更为明显。结论: HA/ZrO₂梯度复合材料可促进MSCs的增殖,并可促进MSCs的成骨分化。     

转化生长因子β1对多孔钽/MG63成骨样细胞复合物细胞增殖及分泌功能的影响

BACKGROUND: Previous studies have demonstrated that the Chinese porous tantalum made in China has non-toxicity and good biocompatibility, which can promote osteogenesis.             

转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞增殖和成骨分化的影响

背景:转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞的增殖和成骨向分化能力对比相关研究甚少.目的:探讨相同质量浓度转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞成骨向分化的作用及其初步机制.方法:采用酶解组织块法从新西兰大白兔牙髓组织中分离培养牙髓干细胞;将第3代牙髓干细胞分为空白组、骨形成蛋白2(80μg/L)组和转化生长因...