纳米羟基磷灰石复合支架材料的研究与应用

背景：羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术,但脆性大限制了其在承载部位骨替换中的应用。目的：对纳米羟基磷灰石复合支架材料的研究现状与进展进行综述。方法：分别以英文检索词＂nano-hydroxyapatite（nano-HA）,composites＂;中文检索词＂纳米羟基磷灰石,复合材料＂,应用计算机检索中国期刊网全文检索库（CNKI）及PubMed数据库1995-01/2010-10有关文章,纳入纳米羟基磷灰石复合材料的文献。排除与研究目的无关和内容重复者。保留33篇文献做进一步分析。结果与结论：随着纳米技术的发展,纳米羟基磷灰石复合支架材料中复合成分得以不断优化,能比较好的模仿天然骨和细胞外基质的结构特点,证明了其优越性,但仍需要进一步优化制备方法,增强纳米羟基磷灰石和生物高分子界面的结合,使复合材料的力学、加工性能和生物性能达到最佳契合点,从而达到临床使用的要求。     

纳米羟基磷灰石生物安全性的研究现状

目的:总结国内外对纳米羟基磷灰石生物安全性研究的现状。资料来源:应用计算机检索Medline1979-01/2005-12及CHKD期刊全文数据库相关纳米羟基磷灰石的文献,检索词有“hydroxyapatite(羟基磷灰石),nano-hydroxyapatite(纳米羟基磷灰石),hydroxyapatite toxicity(羟基磷灰石毒性)”等。资料选择:对资料进行初选,选择纳米羟基磷灰石生物学评价、体内毒性和细胞毒性方面的文献。纳入标准:①纳米羟基磷灰石生物安全性评价。②羟基磷灰石稳定性研究。③纳米羟基磷灰石生物体内迁移特性的研究。④纳米羟基磷灰石抗癌活性的研究。资料提炼:粗选有几百篇关于纳米羟基磷灰石方面的文章,根据纳入标准,精选62篇文献,最后纳入分析39篇文献。资料综合:纳米羟基磷灰石虽然具有良好的骨相容性,并且根据ISO10993系列标准进行试验的结果也显示纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性,但是已有报告显示纳米羟基磷灰石可以在体内迁移,并且目前人们还不了解纳米羟基磷灰石可以杀死癌细胞的机制。结论:虽然纳米羟基磷灰石已在医学生物学领域得到广泛应用,但对纳米羟基磷灰石的生物安全性研究还存在隐忧,需要进一步研究其生物安全性。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能测试

目的:测定纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能。方法:实验于2005-02/2006-08在兰州交通大学材料工程研究所实验室完成。基体材料采用荷兰普拉克生化公司生产的聚乳酸(Mr 400000)。增强材料采用纳米羟基磷灰石(自制)。聚乳酸在使用前进行纯化。纳米羟基磷灰石采用水热法合成。采用共混复合工艺制备不同纳米羟基磷灰石质量分数(0,0.05,0.10,0.15,0.20)的纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料,并对其力学性能(弯曲强度、弯曲模量、剪切强度)和降解性能(降解速率)进行测试。结果:①力学性能:复合材料的弯曲强度随着纳米羟基磷灰石体积分数的增加而增大,在羟基磷灰石微粒的质量分数为0.15(体积分数为0.064)时弯曲强度出现峰值(153.6MPa),降解12周后复合材料弯曲强度仍有123.7MPa。复合材料的弯曲模量随着纳米羟基磷灰石体积分数的增加而增大,有一定的弯曲模量(5.7GPa),降解12周后复合材料弯曲模量为5.3GPa。复合材料的剪切强度随着纳米羟基磷灰石体积分数的增大呈下降趋势。②降解性能:随着降解时间的延长,复合材料的降解速率变化不大。结论:纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料能满足松质骨的骨折内固定的力学性能要求。     

纳米羟基磷灰石及其复合材料对牙周膜细胞的影响

目前研究的纳米羟基磷灰石复合材料可分为3类:纳米羟基磷石灰天然复合材料、纳米羟基磷石灰半合成复合材料和纳米羟基磷石灰合成复合材料.文章按照纳米羟基磷灰石及其复合材料的分类介绍了纳米羟基磷灰石及其复合材料生物学特性,证实了纳米羟基磷灰石及其复合材料可以更好地促进人牙周膜细胞的生长,从而修复破坏的牙槽骨,建立牙周新附着.将纳米磷石灰及其复合材料应用于牙周膜细胞,将材料技术应用到牙周细胞的分化、牙骨的形成、牙齿的矫正及牙齿新附着的建立研究方面有着非常广阔的应片j前景.     

纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用

背景：羟基磷灰石是骨组织工程公认的骨修复替代材料,而纳米羟基磷灰石具有与天然骨更为相似的结构特征。目的：介绍纳米羟基磷灰石及其复合物的制备方法及特点,了解其在骨缺损修复中的应用情况。方法：以＂Nano-hydroxyapatite,bone defects,bone tissue engineering＂为检索词,检索Pubmed数据库;以＂纳米羟基磷灰石,骨缺损,骨组织工程＂为检索词,检索CNKI数据库。文献检索语种限制为英文和中文。纳入纳米羟基磷灰石修复骨缺损的研究,纳米羟基磷灰石与一种或两种以上复合材料修复骨缺损的研究,以及骨组织工程中纳米羟基磷灰石研究的文章。最终纳入29篇符合标准的文献。结果与结论：纳米羟基磷灰石可促进新骨形成,且新骨形成量大,具有较好的生物降解性、骨引导性。与天然或非天然材料复合,克服了自身脆性和弱的机械性等缺点,可以加速骨界面愈合。目前研究证实纳米羟基磷灰石在骨缺损的修复中发挥重要的作用,与其他材料复合后将有助于骨缺损的治疗,制备出特定功能的纳米仿生智能材料将是骨组织修复材料的未来发展方向。     

纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用

背景:羟基磷灰石是骨组织工程公认的骨修复替代材料,而纳米羟基磷灰石具有与天然骨更为相似的结构特征。目的:介绍纳米羟基磷灰石及其复合物的制备方法及特点,了解其在骨缺损修复中的应用情况。方法:以"Nano-hydroxyapatite,bone defects,bone tissue engineering"为检索词,检索Pubmed数据库;以"纳米羟基磷灰石,骨缺损,骨组织工程"为检索词,检索CNKI数据库。文献检索语种限制为英文和中文。纳入纳米羟基磷灰石修复骨缺损的研究,纳米羟基磷灰石与一种或两种以上复合材料修复骨缺损的研究,以及骨组织工程中纳米羟基磷灰石研究的文章。最终纳入29篇符合标准的文献。结果与结论:纳米羟基磷灰石可促进新骨形成,且新骨形成量大,具有较好的生物降解性、骨引导性。与天然或非天然材料复合,克服了自身脆性和弱的机械性等缺点,可以加速骨界面愈合。目前研究证实纳米羟基磷灰石在骨缺损的修复中发挥重要的作用,与其他材料复合后将有助于骨缺损的治疗,制备出特定功能的纳米仿生智能材料将是骨组织修复材料的未来发展方向。     

纳米羟基磷灰石在肿瘤领域的应用

羟基磷灰石（HAP）是一种优质的医用生物材料，而纳米HAP更具有独特的性能。本文简要介绍了纳米HAP的独特结构和性能。并对近年来纳米HAP在肿瘤领域的研究进展进行综述。     

壳聚糖/纳米羟基磷灰石生物驻极体屏障膜的骨引导性

背景:当前应用于引导骨再生的屏障膜不具备骨引导性。目的:探讨极化后的复合生物膜对成骨细胞相容性和活性的影响。方法:采用栅控电晕法制备了壳聚糖/羟基磷灰石复合生物驻极体膜,检测驻极体膜上的表面电位衰减及接种成骨细胞后细胞的增殖分化情况。结果与结论:驻极体膜上的表面电位在第1天内急速衰减,但在接下来的9d内衰减速度逐渐减慢。相较于非极化膜,驻极体膜上的细胞边界明显,有较多的伪足,细胞增殖能力更强,碱性磷酸酶的表达也更高(P<0.05),但肌动蛋白直接免疫荧光结果无显著差异。结果显示该驻极体膜是一种新型的拥有骨引导性的屏障膜,可促进成骨细胞的增殖和分化。     

纳米羟基磷灰石颗粒与成骨细胞相容性的研究

目的:将纳米羟基磷灰石颗粒(nano-hydroxyapatite,nHA)与体外培养的胎鼠颅顶骨源性成骨细胞共同培养,观察nHA与成骨细胞的相容情况及细胞形态。评价其细胞增殖性和细胞相容性。方法:将体外培养的胎鼠颅顶骨源性成骨细胞培养于标准培养基中,每个培养基中添加不同浓度的nHA颗粒,37.5℃、5%CO2孵箱内培养120 h。并以两个无添加物的培养基作为空白对照。分别在2、6、8、24、72、120 h测定成骨细胞的数量,并用透射电镜和倒置相差显微镜分别观察成骨细胞的形态和细胞显微结构。结果:实验1、2、3组在24、72、120 h时MTT吸光值与对照组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。实验1、2、3组在2、6、8、24、72、120 h时成骨细胞数目与对照组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。透射电镜观察结果显示,成骨细胞的细胞突中吸收了纳米颗粒。倒置相差显微镜观察结果显示,传代细胞在6 h内贴壁,细胞形态为长梭形、鳞片形、短梭形、圆形。结论:nHA材料具有很好的安全性和细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石在肿瘤领域的应用现状

羟基磷灰石是一种优质的医用生物材料，而纳米羟基磷灰石更具有独特的性能。羟基磷灰石纳米粒子对多种癌细胞的生长均有抑制作用，而对正常细胞无影响，在肿瘤治疗中可能具有较好的选择性。其机制可能与影响膜信号传递、影响核酸合成、阻滞细胞周期、引起细胞凋亡等有关。文章简要介绍了纳米羟基磷灰石的独特结构和性能，综合分析纳米羟基磷灰石在肿瘤领域的研究进展，探讨纳米羟基磷灰石作为新的抗肿瘤药物在临床中应用的可能性。     

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性

背景：天津大学材料学院利用仿生学方法制备的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料,具有与天然骨相似的结构和性能。目的：研究纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性。方法：①急性全身性毒性实验：将纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水分别注射至昆明小鼠腹腔,注射24,48,72 h记录小鼠体质量。②致敏实验：在日本大耳白兔背部皮下分别注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水,72 h内观察注射部位水肿及红斑情况,间隔14 d后再次行激发实验。③热源实验：在日本大耳白兔耳缘静脉注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液,注射后检测体温变化。④溶血实验：在稀释的兔抗凝血中分别加入纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液、生理盐水与蒸馏水。⑤将第3代兔骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料共培养,观察材料表面细胞增殖、生长及黏附状态。结果与结论：纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料无急性全身毒性、无致敏性、无热源反应、无溶血反应,该支架材料具有三维网络结构,骨髓间充质干细胞在材料表面生长、增殖及黏附良好,表明纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料具有良好的生物相容性与细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66颈椎仿生骨块材料生物力学分析

背景:颈椎前路次伞椎体减压后形成的椎体骨骼缺损,需要相关的脊柱支撑物.临床上有自体髂骨和钛合金椎间融合器应用,但均有相关的并发症和不适现象.目的:自行研发的生物型颈椎仿生骨块在尸体标本上进行相关的生物力学分析,验证其生物学强度和稳定性.设计、时间及地点:对比观察实验.于2008-09/10在上海大学生物力学实验室完成.材料:南京航空航天大学材料科学与技术学院制备的纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66颈椎仿生骨块,尺寸为1.2 cm × 1.4 cm×2 cm的中空柱状物,中空为直径0.5 cm(2 cm为植入物长度可以根据实际骨槽的长度进行缩短),其内填塞在前路手术中磨碎的骨渣.方法:16具新鲜男性冰冻尸体C1～T1部位颈椎标本及自体髂骨条,先期测量未侵入操作颈椎的生物应力作为正常组,测试后行颈椎前路次全椎体切除,一组植入白体髂骨条,钢板螺钉固定;另一组植入仿生椎体填塞骨渣,同样钢板螺钉固定.将待测标奉安装在WD-5电子万能试验机上进行生物力学测量.主要观察指标:颈椎的轴向刚度、颈椎强度、颈椎旋转能力.结果:自体髂骨组的轴向刚度、颈椎强度、扭转力均明显低于正常组和颈椎仿生骨块植入组(P<0.05).颈椎仿生骨块植入组的生物力学特性与正常组比较,差异无显著性意义(P0.05).结论:纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66颈椎仿生骨块强度大、刚度高、颈椎稳定性好.     

仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架对兔骨缺损的修复

目的:观察仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架及其结合自体骨髓后对兔腓骨缺损的修复作用。方法:实验于2005-09/2006-05在清华大学生物系生物膜与膜生物工程国家重点实验室完成。选择成年新西兰大白兔10只,按随机数字表法分为3组,阴性对照组2只,材料植入组4只,材料 骨髓植入组4只。以纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架为基础材料,制备仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架。在兔腓骨造成5mm的缺损,分别旷置缝合(阴性对照组),植入仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架(材料植入组),以及植入复合自体骨髓的仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架(材料 骨髓植入组)。分别在术后8周和12周,X射线检测缺损部位的钙化情况。麻醉处死动物前10d和3d注射四环素(25mg/kg),不脱钙骨切片进行四环素荧光检测和VonKossa染色,检测实验动物骨缺损部位新生骨钙化情况。脱钙骨切片用苏木精-伊红染色,检测缺损部位的骨修复情况。结果:纳入兔10只,均进入结果分析。①术后8周时,X射线检测显示阴性对照组缺损部位无明显钙化,材料植入组和材料 骨髓植入组均有钙化。术后12周时,阴性对照组缺损部位大部分仍无明显钙化,材料植入组和材料 骨髓植入组钙化明显,材料 骨髓植入组钙化更完全。②不脱钙骨切片VonKossa染色结果表明,阴性对照组骨缺损处充满纤维组织,并有少量肌肉组织压迫侵入,无明显的钙化区。材料植入组兔的骨缺损的中心区域,出现染成黑色的钙化区,中间夹杂着中性红复染的组织细胞。材料 骨髓植入组兔的骨缺损部位的中心呈现多个“钙化岛”,成骨更加完全。③不脱钙骨切片四环素荧光检测结果表明,阴性对照组两个断端之间未见钙化荧光出现,材料植入组材料的中心有零星的小片钙化区域,材料 骨髓植入组缺损部位的中心有许多的“钙化岛”,并且这些“钙化岛”呈现出连接成片的趋势,同时伴随着更多材料的降解。④脱钙骨切片苏木精-伊红染色结果表明,材料植入组和材料 骨髓植入组缺损部位未发现成熟的纤维组织,并且观察到有大量新生血管。两个植入组均有成骨区域,材料 骨髓植入组还出现了髓样组织。结论:仿生多层纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架促进骨修复的进行,自体骨髓的加入更加速修复过程。     

壳聚糖微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果:与单纯纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸支架、壳聚糖微球的比较

背景:骨组织工程骨构建中如何使生长因子持续高效发挥作用是影响成骨速度和质量的关键,现多以各种材料的微球或支架作为缓释载体,但缓释作用有待提高.目的:实验拟制备壳聚糖微球,然后复合到纳米羟基磷灰石/聚乳酸羟基乙酸支架上,形成双重缓释作用,并测量对牛血清白蛋白的释放效果.方法:以牛血清白蛋白为模型药物,采用乳化交联法制备壳聚糖微球.将微球与纳米羟基磷灰石、聚乳酸-羟基乙酸按一定比例混合,以冰粒子为致孔剂,采用冷冻干燥法制备壳聚糖微球,纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸复合支架.利用扫描电镜、激光粒度分析仪、压泵仪和力学性能测试仪检测复合支架的形态性能,考察药物在缓释支架上的体外释放规律.结果与结论:所制备的壳聚糖微球形态良好,呈规则圆球形,粒径集中分布在20～40 μum,微球药物包封率为86.5%,载药量为0.8%,随牛血清白蛋白初始用量的增加,载药量可升高至2.6%,但包封率下降至74.1%.壳聚糖微球能均匀分布在聚乳酸-羟基乙酸支架上,形成壳聚糖微球,纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合支架,孔径为1 00-400 μm,孔隙率>80%,压缩强度为1.1～2.3 MPa,10周降解率为26.5%.单纯纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸支架其牛血清白蛋白在36 h累积释放量达85%以上,壳聚糖微球其牛血清白蛋白10 d累积释放量为33.6%,复合支架其牛血清白蛋白40 d累积释放量为81.5%.结果证实包埋壳聚糖微球的纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸支架其压缩强度和降解速率合适,对蛋白类药物具有良好的缓释作用,有望作为组织工程的支架材料和生长因子的缓释载体.     

纳米羟基磷灰石及其复合材料在口腔医学中的应用

背景:在纳米羟基磷灰石中加入第二相或多相材料合成复合材料已广泛应用于口腔医学中,现已有将纳米羟基磷灰石加入到复合树脂中的报道.目的:综合分析纳米羟基磷灰石及其复合物在口腔领域的广泛应用,展望其应用于口腔材料中的潜在发展.方法:检索Pubmed数据库、EBSCOhost数据库和中国期刊全文数据库相关文献,纳入标准:①具有原创性,论点论据可靠的实验文章.②观点明确,分析全面的文章.③文献主体内容与此课题联系紧密的文章.排除重复的研究和与本综述无关的文献.最后按纳入标准筛选24篇文献进行综述.结果与结论:大量的临床及动物实验表明,纳米羟基磷灰石可以广泛应用于口腔颌面外科、牙体牙髓、口腔种植及口腔其他方面,并随着对其与复合树脂结合的进一步研究,有望在口腔材料中发挥更大的作用.     

纳米羟基磷灰石及其复合生物材料的特征及应用

检索Pubmed数据库和中国期刊全文数据库文献,对应用较为广泛的纳米羟基磷灰石及其复合生物材料研究进展加以总结.纳米羟基磷灰石复合生物材料是在纳米羟基磷灰石中加入第二相或多相材料,以获得有利的组织学反应、满意的强度和刚性,并为组织再生合成支架材料.纳米羟基磷灰石复合生物材料大致分为纳米羟基磷灰石/天然高分子复合材料和纳米羟基磷灰石/人工高分子复合材料2类.前者包括纳米羟基磷灰石与胶原、骨形态发生蛋白、多糖类材料复合而成的生物材料,并各具特点.后者是由纳米羟基磷灰石与聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇等多种人工高分子生物材料复合而成.在保证复合材料良好生物相容性和活性的前提下,如何使复合生物材料的降解速率与骨生长速度相匹配是组织工程材料研究中有待解决的一个主要问题.     

羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料的表征

背景：羟基磷灰石具有接近自然人骨的强韧度和优越的生物相容性,但其力学性能却较差。目的：制成并研究一种新型生物活性材料（羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料）的各种性质。方法：利用原位合成法制备羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,并对其红外光谱、微观结构及XDR衍射分析,力学性能进行测试,对不同SWNT含量的SWNT/HAp复合材料弯曲强度与断裂韧性比较分析。结果与结论：成功制备出的纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,其抗弯强度最大增幅将近50%,达到73MPa;而断裂韧性的最大提高幅度为3倍,达到2.6MPa？m1/2。随着单壁碳纳米管复合材料含量的增加,复合材料的弯曲强度与断裂韧性呈现出缓慢上升的趋势。提示,纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料显著提高了接近自然人骨的纳米级磷灰石骨材料的抗弯强度和断裂韧性,从而克服传统支撑骨材料的力学性能缺陷。     

羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料的表征

背景:羟基磷灰石具有接近自然人骨的强韧度和优越的生物相容性,但其力学性能却较差。目的:制成并研究一种新型生物活性材料(羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料)的各种性质。方法:利用原位合成法制备羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,并对其红外光谱、微观结构及XDR衍射分析,力学性能进行测试,对不同SWNT含量的SWNT/HAp复合材料弯曲强度与断裂韧性比较分析。结果与结论:成功制备出的纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,其抗弯强度最大增幅将近50%,达到73MPa;而断裂韧性的最大提高幅度为3倍,达到2.6MPa?m1/2。随着单壁碳纳米管复合材料含量的增加,复合材料的弯曲强度与断裂韧性呈现出缓慢上升的趋势。提示,纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料显著提高了接近自然人骨的纳米级磷灰石骨材料的抗弯强度和断裂韧性,从而克服传统支撑骨材料的力学性能缺陷。     

羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶的制备与生物活性评价

背景:先前的研究表明,羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶复合水凝胶(hydroxyapatite/ polyvinyl alcohol hydrogel,HA/PVA-H)具有较好的机械性能和耐摩擦磨损性能,这说明HA/PVA-H复合材料具有早期承载能力和较好的生物活性.那么HA/PVA-H复合材料能否通过羟基磷灰石粒子与周围骨组织较快地形成活性结合呢? 目的:制备羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶,并对其进行生物学评价.方法:将Ca(OH)2研磨过筛后,配制成一定浓度的悬浮分散液;加入质量分数15%的PVA水溶液中,添加二甲亚砜,最后按Ca/P比1.67: 1加入H3PO4的乙醇溶液,制备HA/PVA-H.对试样进行体外模拟体液培养实验,测试浸泡前后SBF浸泡液的变化,并利用扫描电镜、FTIR、XRD 对材料的结构进行了表征和分析.结果与结论:扫描电镜观察可知羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶表面有结晶体形成,经XRD分析确认为弱结晶的羟基磷灰石晶体;浸泡之后浸泡液的pH值与Ca、P离子浓度下降,同时FTIR结果显示试样中的PO43-特征峰得到增强,且有CO32-的特征峰形成.结果提示,羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶复合材料具有较好的生物活性.