钛合金、聚醚醚酮（PEEK）和碳纤维增强聚醚醚酮（CFR／PEEK）表面张力的比较

目的将钛合金、聚醚醚酮（PEEK）和碳纤维增强聚醚醚酮（CYR／PEEK）加工成相同尺寸的试样，在相同条件下测量三种试样的表面接触角，并计算出三种材料的表面张力（γs）、色散分量（γs^d）、极性分量（γs^p）、极性分量／表面张力（γs^p／γs）、极性分量／色散分量（γs^p／γs^d）。方法用SPSS统计学软件进行分析。结果在相同条件下，钛合金组与PEEK组相比具有低γs、低γs^d、低γs^P／γs、高γs^p／γs^d；CFR／PEEK组与PEEK组相比具有低γs、高γs^d、低γs^p、低γs^p／γs、高γs^p/γs^d；钛合金组与CFR／PEEK组具有低γs、低γs^d、高γs^p、高γs^p／γs、低以γs^p／γs^d。材料的极性分量越大，色散分量越小，则材料的血液相容性越差。结论在相同条件下钛合金组血液相容性要略优于PEEK组，但两组无明显著统计学差异；CFR／PEEK组较钛合金组和PEEK组具有更好的血液相容性。     

碳纤维增强聚醚醚酮（CFR／PEEK）与钛合金对血液血浆蛋白及补体的影响比较

聚醚醚酮（polyetheretherketone PEEK）是近年来广泛研究和应用的一种高分子材料,因其具有良好理化特性及良好生物相容性等特点,已经获得了广泛应用。碳纤维增强聚醚醚酮（CFR／PEEK）通过复合碳纤维增强了PEEK的强度,改善了纯PEEK强度不足的缺点,扩大了其使用范围。若将其应用于人体,发挥其自身优势,可部分代替金属材质制成内固定器械,从而改善和提高现有的治疗方式和水平。     

短碳纤维增强聚醚醚酮为全髋假体材料的生物相容性及力学性能

背景:聚醚酮类聚合物具有良好的生物相容性,但在玻璃化转变温度后其模量、力学强度下降严重,不能为骨骼生长提供一个稳定的环境。目的:评价短碳纤维增强聚醚醚酮作为全髋假体材料的生物相容性及生物力学性能。方法:以MTT法、溶血试验、急性全身毒性试验、热原试验评价短碳纤维增强聚醚醚酮浸提液的体外生物相容性;将短碳纤维增强聚醚醚酮接骨板植入兔体内,观察骨板周围包膜形成情况和一般组织情况;对短碳纤维增强聚醚醚酮试件行应力测试。结果与结论:短碳纤维增强聚醚醚酮材料的细胞相对存活率大于75%,溶血率小于5%,说明其血液相容性较好;植入兔肌肉内未引起明显炎症反应,早期有少量淋巴细胞聚集,植入体为纤维组织包裹,随着时间的延长,淋巴细胞逐渐减少直至消失,纤维包膜逐渐稳定,周围肌肉组织始终保持正常结构,表明短碳纤维增强聚醚醚酮材料无任何毒性,组织相容性好。应力测试显示短碳纤维增强聚醚醚酮材料符合人体髋关节的生物力学强度需要。     

短碳纤维增强聚醚醚酮为全髋假体材料的生物相容性及力学性能

背景：聚醚酮类聚合物具有良好的生物相容性,但在玻璃化转变温度后其模量、力学强度下降严重,不能为骨骼生长提供一个稳定的环境。目的：评价短碳纤维增强聚醚醚酮作为全髋假体材料的生物相容性及生物力学性能。方法：以MTT法、溶血试验、急性全身毒性试验、热原试验评价短碳纤维增强聚醚醚酮浸提液的体外生物相容性;将短碳纤维增强聚醚醚酮接骨板植入兔体内,观察骨板周围包膜形成情况和一般组织情况;对短碳纤维增强聚醚醚酮试件行应力测试。结果与结论：短碳纤维增强聚醚醚酮材料的细胞相对存活率大于75%,溶血率小于5%,说明其血液相容性较好;植入兔肌肉内未引起明显炎症反应,早期有少量淋巴细胞聚集,植入体为纤维组织包裹,随着时间的延长,淋巴细胞逐渐减少直至消失,纤维包膜逐渐稳定,周围肌肉组织始终保持正常结构,表明短碳纤维增强聚醚醚酮材料无任何毒性,组织相容性好。应力测试显示短碳纤维增强聚醚醚酮材料符合人体髋关节的生物力学强度需要。     

碳纤维增强聚醚醚酮（CFR／PEEK）和钛合金的细胞毒性比较

目的通过体外细胞毒性试验,对碳纤维增强聚醚醚酮（CFR／PEEK）和钛合金两种材料的细胞毒性进行比较。方法培养人皮肤成纤维细胞（HSF）、人成骨细胞（HFOB）和鼠成纤维细胞（NIH3T3）,提取两种材料浸提液。利用CCK-8测量细胞增殖和细胞毒性,采用SPASS12．0对数据进行统计分析,Microsoft Excel软件绘制细胞生长曲线。结果两种材料对三种细胞的增殖均有轻微抑制,但材料组和对照组之间并无显著差异;两种材料对三种细胞均无细胞毒性。结论碳纤维增强聚醚醚酮具有和钛合金相同的细胞相容性,可作为未来矫形外科固定器械的替代材料。     

丝素膜血液相容性研究

目的：了解丝素膜的血液相容性。方法：将致密丝素膜、多孔丝素膜和对照组的牛心包、蚀原海绵行复钙试验、溶血试验、血小板粘附试验。结果：复钙时间：致密丝素膜较多孔丝素膜、牛心包、蚀原海绵延长，致密丝素膜与后三者之间有显著性差异（P＜0．01），后三者之间无显著性差异。溶血率：致密丝素膜3．28％，多孔丝素膜2．02％，牛心包0．19％，蚀原海绵0．28％，均小于5％，均不引起溶血。血小板粘附试验：四种材料表面血小板均没有明显变形，致密丝素膜表面粘附的血小板较其余三种材料少。结论：丝素膜具有良好的血液相容性。致密丝素膜有一定的抗凝特性。     

小口径人工血管血液相容性

学术背景：大口径人造血管的研究已取得突破性进展，在临床上得到广泛应用。而在小口径人造血管（直径小于6mm）研究方面，由于存在血管栓塞以及生物相容性等方面的核心问题没有得到有效解决，离实际应用还有很大的距离。目的：简单介绍人造血管的研究现状，分析小口径人造血管研制中存在的问题，阐述如何提高血液相容性方法。检索策略：应用计算机检索中国知网（www．cnki.net）及Medline（www.pubmed.com）1975-01／2007-08有关小口径人造血管血液相容性方面的文献，中文检索词“人造血管，聚氨酯，血液相容性”：英文检索词“Vascular grafts，Polyurethane，Blood Compatibillty”。初检得到143篇文献，包括中文28篇，英文115篇。文献评价：阅读标题和摘要进行初筛，排除因研究目的与本研究无关者54篇，内容重复性的研究64篇，保留25篇中英文文献进一步分析。其中动物实验和在体、离体、细胞学实验13篇，综述、述评、讲座类文献12篇。资料综合：①以往用于人造血管制造的主要材料有涤纶、聚四氟乙烯、真丝等，而具备良好的顺应性、耐磨性、弹性、生物相容性及一定的抗凝血性的聚氨酯则是目前被研究最多的人造血管制造材料。②小口径人造血管存在的主要问题是人造血管完全没有抗血栓性，血液流经内腔时，由于血流量小，流速慢，在人造血管腔面易形成附壁血栓，随之血凝亢进，血流更缓慢，血栓层增厚，最终导致人造血管闭塞。③在解决材料的血液相容性问题上，人们对材料表面的修饰研究得较多，然而，处于生物系统中的材料由于接触到体液、有机大分子、酶、自由基、细胞等多种因素，其生物学环境极为复杂，表面修饰的方法对血液相容性的改善有限。因此，应用组织工程的方法在材料表面原位培养人体内皮细胞使材     

塑料血袋血液相容性评价进展

1949年美国首次报导使用塑料血袋以来,经过近40年的实践和改进,目前在材料优化、结构改进以及实验研究与临床应用技术等方面均有重大进展。国内1967年研制成功的塑料血袋亦对提高我国输血技术水平、开展成分输血起了重大作用并获得了宝贵经验。塑料血袋作为一种与血液接触的材料,在研制中及临床使用之前须准确评价其与血液的相容性。本文将就此作一综述。一、血液相容性的概念血液相容性是在生物材料研究及评价中一个有争论的概念。美国国立卫生研究院(NIH)在《血液与材料相互作用指南》一书中指出:血液相容性是由材料最终使用的特征来定义的,但研究人员却往往不确定其最终使用条件,而是把血液与材料相互作用实验报告中的数据作为材料最终使用时的结论。     

人工血管材料生物相容性和血液相容性的研究与分析

背景:随着生物医学工程学和生物材料学的发展,人工血管的研究得到广泛的应用,人工血管材料得到不断更新,如何提高血管的通畅性和人工血管材料的相容性是在近年来人工血管研究的重点。目的:利用CNKI数据库文献检索和深度分析功能,对于人工血管材料学研究的文献资料趋势进行多层次探讨分析。设计:文献计量学分析。资料提取:以电子检索方式对CNKI数据库2002-01/2011-12有关人工血管材料学研究的文献进行分析,采用检索词为"人工血管(Artificialbloodvessels);生物材料(Biomaterials)",对检索的相关文献运用数据库中自带的分析功能和Excel软件绘制图表的功能进行分析,通过文字和图表的形式将统计和计量数据分析,描述其分布特征。入选标准:纳入标准:①与人工血管材料相关的基础研究论文。②与人工血管材料临床应用相关的论文。排除标准:①与文章目的无关的文献。②重复研究的文献。③刊社信息。④未发表的文章。⑤需电话追踪和手工检索逐一分析的文章。⑥年鉴。主要数据判定指标:以CNKI数据库学术期刊文献出版时间、文献数量、学科类别、研究机构、来源期刊、文献被引频次、文献下载频次、关联文献、作者分布、基金资助情况和主要关键词进行相关分析。并对CNKI数据库中博士学位论文、优秀硕士学位论文、专利技术和重要会议论文进行分析。结果:在CNKI数据库学术期刊收录2002/2011的文献中,共检索到122篇与人工血管材料学研究相关的文献。文献数量产出趋于上升趋势,2008年文献产出数量最多共17篇;《中国组织工程研究与临床康复》杂志发表文献量最多为27篇,占全部文献的22.1%;人工血管材料学研究基金资助以国家自然科学基金项目为主,共发表文献30篇;人工血管材料学研究以聚氨酯的研究为主,突出材料学生物相容性和血液相容性的研究。结论:通过文献计量学方法对CNKI数据库学术期刊关于人工血管材料的文献进行分析,可为中国从事人工血管材料学基础研究和临床实施的医务工作者进一步确定科研思路提供有价值的参考。     

生物医用钛合金材料的生物及力学相容性

背景：保证生物材料优良的生物及力学相容性是研制开发外科植入物及矫形器械产品的关键,但目前对其研究缺乏系统性和统一性认识。目的：初步分析生物医用钛合金材料生物及力学相容性的概念、内涵,指导医疗器械产品的选型设计与应用。方法：应用计算机检索PubMed、Elsiver、Springerlink、CNKI及维普等数据库1995至2012年相关文献,围绕“生物及力学相容性”主题词,探讨合金成分、显微组织及相变控制和材料表面状态优化等因素对钛合金材料生物及力学相容性的影响规律。结果与结论：生物及力学相容性是一个综合评价概念。进行医用钛合金材料选型设计时,首先要求合金中的组成元素无不良反应,并保证其与组织、血液及免疫和全身反应的安全性,同时要求所添加元素对钛合金的机械性能等其他性能不良影响最小。钛合金中常见的合金化元素主要包括α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素3类。要使生物医用钛合金植入材料获得优良的生物及力学相容性,对材料内部显微组织和相变进行控制,以及开展材料表面状态改性优化也至关重要。但不能单纯追求一种钛合金的低模量或高强度等某一单项力学指标与人体骨组织接近或匹配而简单判定其生物力学相容性的优劣。     

Improving compatibility between blood packs and transfusion sets

Significant variation between manufacturers exists in the force required to insert transfusion set spikes (closure-piercing device) into blood pack ports. This potential source of difficulty can impact directly on patient and staff safety (delayed transfusion, contamination of blood components, wastage, blood spillage and staff injury) and is not predicted or prevented by conformance of these medical devices to relevant International Organization for Standardization (ISO) standards. A quantitative, objective measurement of insertion force is described together with an assessment of factors affecting compatibility between the port and spike. Several advantageous and disadvantageous design features are identified and are being addressed through ISO Technical Committee 76 Work Group 1.     

微弧氧化钛基生物材料的制备及溶血率检测

背景:微弧氧化工艺是一种直接在金属表面原位生长陶瓷层的新型表面处理技术。而作为种植体材料的表面改性技术还处于实验阶段,有关其生物相容性的研究报道较少。目的:采用微弧氧化工艺对钛片进行表面改性,并检测这种改性后生物材料的溶血率。设计:设置阳性、阴性对照,对比观察,金标准对照。单位:武汉协和医院。材料:选用健康雄性成年新西兰大白兔1只,普通级,体质量2.5kg。纯钛棒TA1(宝鸡市英耐特有色金属有限公司);经过微弧氧化表面改性处理的钛试件;20g/L草酸钾。方法:实验于2006-05在华中科技大学同济医学院附属协和医院普外科实验市完成。①材料:按一定比例配置去离子水和磷酸氢二钠、乙酸钙成微弧氧化电解液,直径为10mm,厚度为2mm的钛片置于电解液中表面进行微弧氧化反应10min。②实验分组:实验组、阴性对照组及阳性对照组。实验组:微弧氧化-Ti试件,浸泡在10mL生理盐水的试管中;阳性对照组:每个试管加10mL去离子水;阴性对照组:每个试管加10mL生理盐水。③实验操作:抽取新西兰大白兔新鲜全血,抗凝后分别与实验组和阳性对照、阴性对照组接触,用紫外-可见光分光光度计比色,评价各组的溶血率。按国际化标准组织规定要求,以溶血率≤5%判定材料符合医用材料的溶血要求,溶血率>5%预示材料有溶血作用。主要观察指标:3组材料的溶血率。结果:实验组溶血率为0.90%,提示该种植材料无溶血作用。结论:微弧氧化钛基材料对红细胞无毒性作用,符合国内外溶血测试标准。     

镍钛形态记忆合金与骨组织相容性的超微结构观察

背景：镍钛合金因具有形状记忆效应和高弹性的特性，成为最有应用前景的金属生物医学材料之一。但其表面不具有生物活性，植入后不能与骨整合。目的：通过将表层涂有羟基磷灰石多孔修饰层的镍钛合金植入兔股骨，以观察其生物学特性。设计：空白对照观察。单位：天津医科大学组织胚胎学教研室实验室。对象：雄性成年纯系日本白兔24只，随机分为实验组和对照组各12只。方法：实验于2001-07／2002-12在天津医科大学组织胚胎学教研室完成。兔24只，选取其左侧股骨下1／3处为种植区，实验组12只动物植入镍钛合金，对照组12只仅手术钻孔，不植入任何材料，作空白对照。分别于术后4，8，16周各组取4只兔左侧股骨种植区标本进行组织学光镜及电镜观察。主要观察指标：兔左侧股骨种植区标本组织学及超微结构观察。结果：24只兔均进入结果分析。①兔左侧股骨种植区标本组织学观察结果：术后4周。实验组骨膜反应稍重于对照组，术后16周，实验组有许多大片的类骨质，骨板排列较规则，新骨已基本形成；对照组骨板排列十分规则，新骨已完全成熟。②兔左侧股骨种植区标本超微结构观察：术后8周，实验组及对照组植入区骨小梁周围有大量成骨细胞，新生的骨板排列规则。术后16周，实验组及对照组哈弗氏系统已成熟，中央管内皮细胞完整，其周围哈弗氏骨板中骨细胞形态良好，细胞较小，细胞器相对较少。结论：此镍钛形态记忆合金植入机体后无排斥反应，与骨组织具有很好的相容性。     

镍钛形态记忆合金与骨组织相容性的超微结构观察

背景镍钛合金因具有形状记忆效应和高弹性的特性,成为最有应用前景的金属生物医学材料之一.但其表面不具有生物活性,植入后不能与骨整合.目的通过将表层涂有羟基磷灰石多孔修饰层的镍钛合金植入兔股骨,以观察其生物学特性.设计空白对照观察.单位天津医科大学组织胚胎学教研室实验室.对象雄性成年纯系日本白兔24只,随机分为实验组和对照组各12只.方法实验于2001-07/2002-12在天津医科大学组织胚胎学教研室完成.兔24只,选取其左侧股骨下1/3处为种植区,实验组12只动物植入镍钛合金,对照组12只仅手术钻孔,不植入任何材料,作空白对照.分别于术后4,8,16周各组取4只兔左侧股骨种植区标本进行组织学光镜及电镜观察. 主要观察指标兔左侧股骨种植区标本组织学及超微结构观察.结果24只兔均进入结果分析.①兔左侧股骨种植区标本组织学观察结果术后4周,实验组骨膜反应稍重于对照组,术后16周,实验组有许多大片的类骨质,骨板排列较规则,新骨已基本形成;对照组骨板排列十分规则,新骨已完全成熟.②兔左侧股骨种植区标本超微结构观察术后8周,实验组及对照组植入区骨小梁周围有大量成骨细胞,新生的骨板排列规则.术后16周,实验组及对照组哈弗氏系统已成熟,中央管内皮细胞完整,其周围哈弗氏骨板中骨细胞形态良好,细胞较小,细胞器相对较少.结论此镍钛形态记忆合金植入机体后无排斥反应,与骨组织具有很好的相容性.     

不同表面粗糙度钛合金与牙本质之间粘接强度的比较

目的:观察比较不同表面粗糙度的钛合金与牙本质之间拉伸粘接强度差别.方法:钛合金铸件30个,随机平均分为6组,分别用60,80,100,150,240,320目的碳化硅砂纸打磨粘接面,测定打磨后铸件的表面粗糙度.收集1个月内拔除的人新鲜离体磨牙30颗,在流水冲洗下去除牙合面釉质暴露浅层牙本质,依次用320,400,600目碳化硅水磨砂纸打磨牙本质面.利用Ketac~(TM)Cem Easymix玻璃离子水门汀将打磨后的钛合金铸件和牙本质粘接,经37℃恒温水浴24 h后,用万能试验机检测其微拉伸粘接强度,然后在扫描电镜下观察粘接断面形态.结果:经80目碳化硅砂纸打磨后的钛合金铸件组和牙本质之间的粘接强度最大(6.65 MPa),与其他组相比差别具有显著性意义(P<0.05),该组铸件的表面粗糙度为(2.69±0.32)μm,扫描电镜观察显示,该组粘接断面发生在牙本质与粘结剂之间.结论:表面粗糙度对钛合金与牙本质之间的粘接强度有影响,表面粗糙度为(2.69±0.32)μm的钛合金与牙本质之间的粘接强度最大.     

钛及钛合金表面生物活性改性及效果评价

背景：钛及钛合金是常用的医用生物材料,其具有良好的生物相容性,但其缺乏骨诱导的能力,其与骨组织之间只是一种机械性的接触。目的：概述钛及其合金表面生物活性改性的方法及对于改性后效果评价的方法,为临床应用提供参考。方法：应用计算机检索PubMed数据库,CNKI数据库中关于钛及钛合金表面生物活性改性的文章,英文检索词为＂titanium,titanium alloy,coating,bioactivity,bone＂,限定文献语言种类为＂English＂,中文检索词为＂钛,钛合金,涂层,活性改性,骨组织＂,限定文献语言种类为中文。结果与结论：在表面生物活性改性的方法中,主要有等离子体喷涂法、微弧氧化法、溶胶-凝胶法及生物仿生法等。钛及钛合金表面的活性涂层已经从单一涂层发展到复合涂层、梯度涂层、纳米梯度涂层,同时多种改性技术的联合运用,也让钛及其合金表面的涂层性能更加完善。对于改性后的效果研究,主要以模拟体液浸泡、成骨细胞培养,亲骨荧光素染色及放射影像学观察为主。对钛及钛合金进行表面生物活性改性是个复杂的工程,既要考虑改性后涂层骨诱导的能力,同时也需要兼顾涂层与基体结合强度的问题。只有对涂层组层进一步研究并利用多种技术对钛及钛合金表面进行处理,才能使其表面的涂层活性更高,并且结合牢固。