壳聚糖/纳米多层结构羟基磷灰石/明胶复合膜的性能☆

背景：壳聚糖和明胶具有良好生物相容性和生物可降解特性。壳聚糖/羟基磷灰石和明胶/羟基磷灰石复合材料作为骨组织支架的应用研究也越来越多得到人们的关注。 目的：制备一种生物相容性好的壳聚糖/纳米多层结构羟基磷灰石/明胶复合膜，探讨其是否可作为潜在的骨修复和再生的组织支架材料。 设计：对比观察。 单位：江汉大学化学与环境工程学院。 材料：实验于2007-02/08在江汉大学化学与环境工程学院精细化工实验室完成。壳聚糖（浙江玉环海洋生物化学有限公司，重均相对分子质量为1.344×105，脱乙酰度为93%），明胶（上海医药公司）。 方法：壳聚糖/氯化钙溶液在玻璃板上通过流延法形成壳聚糖/氯化钙复合膜。壳聚糖/氯化钙复合膜分别浸泡在磷酸二氢钾溶液， 0.1 mol/L氢氧化钠溶液和质量分数为0.03的明胶溶液中，所得的复合膜洗涤并干燥得到壳聚糖/羟基磷灰石/明胶复合膜。重复上述过程，得到具有多层纳米羟基磷灰石的壳聚糖/羟基磷灰石/明胶复合膜。扫描电镜观察复合膜的断裂面及膜内羟基磷灰石的形貌。用GMT6503 型微机控制电子万能试验机测定壳聚糖膜和复合膜的拉伸强度和断裂伸长率。用WCT-2C微机差热天平测定复合膜的热稳定性。 主要观察指标：扫描电镜下复合膜的断裂面及膜内羟基磷灰石的形貌。测定复合膜的力学性能及热稳定性。 结果：①扫描电镜下复合膜内羟基磷灰石晶体为厚400 nm的多层结构。②随着沉积次数逐渐增加，复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为3.83~10.25 MPa，3.97％~10.14%。③复合膜的热分解温度为310 ℃，高于壳聚糖/明胶复合膜的热分解温度（305 ℃）。 结论：通过在壳聚糖/氯化钙溶液、磷酸二氢钾溶液、氢氧化钠溶液和明胶溶液中交替沉积方法制备的壳聚糖/羟基磷灰石/明胶复合膜具有良好的生物相容性和较大的界面积，可作为一种潜在的组织支架材料。     

纳米羟基磷灰石复合胶原膜的组织学评估

摘要 背景：初期使用的胶原、聚乳酸等单组分诱导骨再生膜在诱导成骨的效率方面已逐渐暴露其缺陷,于是以胶原、聚乳酸等可吸收材料为载体,羟基磷灰石、纤维生长因子、骨形成蛋白等为填料的诱导骨再生膜成为国内外研究的重点。 目的：观察纳米羟基磷灰石复合胶原膜组织反应对诱导骨再生的适用性。 方法：将聚丙交酯乙交酯膜、胶原膜、纳米羟基磷灰石复合胶原膜光滑面和粗糙面分别植入大鼠皮下,于10,20,30, 45 d取出,采用苏木精-伊红染色法,依照纤维包膜定量、定性、界面定性和降解率等进行组织学评分,研究3种膜的组织反应和降解情况。 结果与结论：纳米羟基磷灰石复合胶原膜在各个观察时间均有散在的淋巴细胞,但未见明显的巨噬细胞。随着时间的延长,膜逐渐变小,钙化物随着植入时间的延长而增加。胶原膜组织反应轻微,45 d几乎完全降解。聚丙交酯乙交酯膜浸润增多,纤维包裹明显。结果提示纳米羟基磷灰石复合胶原膜具有良好的生物相容性和适度的降解性,适合引导骨组织再生的需要。 关键词：引导骨组织再生;纳米羟基磷灰石复合胶原膜;组织学评估;生物降解;聚丙交酯乙交酯 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.011     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合微球的制备及性能

背景：羟基磷灰石与高分子复合材料作为组织工程材料的报道很多,但多为粉体材料或块状材料,用于修复治疗时均存在一定的局限性。 目的：制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合缓释微球,观察其体外释药特性。 设计、时间及地点：重复测量设计,于2008-01/10 在北京工业大学材料科学与工程学院生物功能高分子实验室完成。 材料：纳米羟基磷灰石、壳聚糖、明胶、庆大霉素。 方法：利用微波辅助法,在pH=7的条件下,制备了针状羟基磷灰石。采用W/O型复乳化-交联技术制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球。 主要观察指标：①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合微球的表面形貌、粒径分布。②载药复合微球的载药量、包封率及药物累积释放率。 结果：①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,其粒径主要集中在10~30μm,壳聚糖-明胶对羟基磷灰石形成了很好的包覆。②复合微球平均载药量32.97%,平均包封率49.20%,在3 d内对庆大霉素的释放达到88%左右。 结论：所制备的纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,粒径分布窄,再分散性好,3 d内能维持有效的药物浓度。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备及发展趋势

背景：纳米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,但脆性太大限制了其在承载部位骨替换中的应用。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料因具备优良的生物相容性和合适的力学性能,已逐渐成为骨替代材料的研究热点。 目的：对纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备方法及其发展趋势进行综述。 方法：应用计算机检索Medline数据库(1995-01/2009-03),以“nano-hydroxyapatite,chitosan,preparation,development trend”为检索词;应用计算机检索维普数据库(1995-01/2009-03)、清华同方数据库(1995-01/2009-03),以“纳米羟基磷灰石、壳聚糖、制备方法、发展趋势”为检索词。 结果与结论：共收集2 034篇相关文献,中文1 634篇,英文670篇。排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入37篇符合标准的文献。纳米尺寸的羟基磷灰石与壳聚糖复合而成的新型材料,由于在结构上与天然骨更为接近,纳米羟基磷灰石复合材料比相应的微米复合材料具有更好的生物学性能;同时优化材料的组成、结构和工艺将可能得到力学性能与天然骨更为匹配的骨修复材料。文章综述了近年来国内外羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备方法,随着生物材料的快速发展,羟基磷灰石复合材料被广泛应用于骨组织修复与替代手术中,但由于其具有传统陶瓷固有的力学性能差的缺点,限制了它在临床上的应用。 关键词：纳米羟基磷灰石;壳聚糖;制备方法;发展趋势;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.029     

羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上骨髓间充质干细胞的增殖与分化

摘要 背景：最近胶原蛋白作为细胞体外三维立体支架材料被大量用于组织工程,但胶原蛋白支架材料机械强度低,很难承受较大外力,为此将胶原蛋白与羟基磷灰石制成复合支架材料,探索复合支架的生物相容性和生物活性。 目的：验证大鼠骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的增殖与分化情况。 方法：贴壁法分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别在平板、胶原支架、羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上,观察3种条件下细胞的生长状况,四甲基偶氮唑盐法检测其增殖情况。培养14,21 d后,考察细胞碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量。 结果与结论：发现骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上铺展良好,其增殖率显著高于纯胶原蛋白支架上培养的细胞,并高于平板培养细胞。骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上的碱性磷酸酶活性及胶原蛋白分泌量明显高于纯胶原蛋白支架,高于平板培养。结果提示,羟基磷灰石/胶原蛋白复合材料能促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,并诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。 关键词：胶原蛋白;羟基磷灰石;骨组织工程;骨髓间充质干细胞;支架 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.014     

医用镍钛形状记忆合金羟基磷灰石涂层的制备及其生物活性

背景：目前多采用等离子喷涂技术在钛及其合金表面涂覆羟基磷灰石涂层,制备成复合材料。但由于羟基磷灰石与钛合金基体的热膨胀系数相差较大,涂层在冷却过程中易产生脱落。 目的：在医用镍钛形状记忆合金表面制备致密、均匀的羟基磷灰石生物陶瓷涂层,利用动物实验考查镍钛/羟基磷灰石涂层材料的生物相容性。 方法：利用阴极旋转法在低温条件下从含钙、磷离子的电解水溶液中在镍钛形状记忆合金表面沉积了磷酸钙涂层,经碱处理获得羟基磷灰石涂层。分析工艺参数对涂层结构的影响。利用动物植入实验对该复合材料的生物活性进行研究,并与镍钛/羟基磷灰石与Ca3(PO3)2•2H2O混合涂层复合材料、医用镍钛形状记忆合金、医用钛合金进行对比。 结果与结论：电化学沉积-碱处理方法适合在镍钛形状记忆合金表面制备羟基磷灰石生物活性陶瓷涂层,沉积电压、温度对涂层结构有强烈影响。4种不同材料植入动物体内后周围均出现不同程度的组织增生,在骨膜组织切片中都可见软骨细胞且有骨小梁形成,涂覆有羟基磷灰石涂层的植入材料组织反应较轻,相应的组织切片中所显示出的软骨细胞、骨小梁数量最多,分布均匀,表明羟基磷灰石涂层提高了医用镍钛形状记忆合金的生物活性。     

两种新型羟基磷灰石生物复合材料的制备

背景：为了进一步拓展羟基磷灰石应用范围,提高其实用性,课题组制备了两种具有不同功能的超细羟基磷灰石生物复合材料：载银羟基磷灰石和壳聚糖表面改性羟基磷灰石。 目的：观察两种新型羟基磷灰石生物复合材料的抑菌性和稳定性。 方法：以氢氧化钙和磷酸二氢钙为前驱,用均相化学沉淀法合成制备了羟基磷灰石。以此为基础研究制备载银羟基磷灰石和壳聚糖表面改性羟基磷灰石,采用抑菌圈法定性检验载银羟基磷灰石的抑菌性,通过测定Zeta电位及平均粒度检验壳聚糖表面改性羟基磷灰石的稳定性。 结果与结论：载银率为1.2%的羟基磷灰石对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较强的抑菌作用,其抑菌圈直径分别为10 mm,11 mm;羟基磷灰石微粒的表面电荷受pH值及壳聚糖加入量等因素的影响,pH值向大于6.8或小于6.8变化,壳聚糖加入量在一定范围内(≤0.12%),均能使Zeta电位绝对值越大,稳定性增强。用壳聚糖对普通的羟基磷灰石粒子进行改性,可得到荷正电且稳定存在的羟基磷灰石水悬浮液。     

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 μm,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100~400 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。 关键词：聚乳酸-羟基乙酸;支架;壳聚糖;缓释载体;骨修复材料,组织工程;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.017     

可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨髓间充质干细胞促进骨缺损的修复

背景：可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料是清华大学利用仿生学原理制备的一种较理想的组织工程新型材料,经过前期体外实验证明其具有良好的生物相容性和骨传导性。 目的：观察骨髓间充质干细胞复合可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖材料在促进骨缺损修复中的作用。 方法：用梯度离心和贴壁培养法收集兔骨髓间充质干细胞,分离、培养至第3代,然后与纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合。24只新西兰大白兔双侧股骨外侧髁钻孔,制备骨缺损模型。所有兔右侧股骨外侧髁缺损以骨髓间充质干细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖局部植入作为实验组,其中20只兔左侧股骨外侧髁缺损以单纯纳米羟基磷灰石植入治疗作为对照组,4只兔左侧股骨外侧髁缺损旷置为空白组,于第12周末,分别行大体、影像学观察、组织形态学、观察该复合材料对兔骨缺损的修复效果。 结果与结论：术后12周实验组植入体已与骨缺损处骨性愈合,明显见新生骨生成,骨缺损能够完全修复,对照组骨缺损处部分修复,部分骨皮质不连续。空白组缺损区尚未见修复,纤维结缔组织填充。术后12周,实验组见骨形成细胞较多,材料内见新生骨小梁相互连接成片;对照组少量骨细胞形成,骨量少,部分纤维组织填充。空白组未见骨形成细胞,纤维组织较多。结果表明,骨髓间充质干细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具有骨缺损修复能力,其疗效优于单纯纳米羟基磷灰石材料。 关键词：纳米羟基磷灰石/壳聚糖;骨髓间充质干细胞;骨缺损;兔;可注射 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.34.003     

电纺丝技术制备生物活性复合纤维支架及其体外降解性

摘要 背景：聚乳酸/羟基磷灰石类复合材料支架常用的制备方法主要有冷压法、粒子沥滤法、热致相分离法等,但是在增强材料界面的结合、调节材料的降解速率、改善材料的强度等方面仍不能满足要求。 目的：制备左旋聚乳酸/羟基磷灰石复合纳米纤维支架。 方法：采用静电纺丝法制备聚乳酸/羟基磷灰石复合纳米纤维支架。以扫面电镜对纤维的结构形态进行分析,并观察其在PBS中浸泡不同时间的体外降解过程。 结果与结论：羟基磷灰石纳米粒子与聚乳酸/基体间存在化学键合,纳米粒子使纤维直径增大且表面粗糙程度增加,这种结构将有利于细胞在纤维膜上的伸展和和繁殖。羟基磷灰石的引入,抑制了聚乳酸降解过程中的自催化作用,减缓了聚乳酸的降解速度。说明电纺丝技术制备的聚乳酸/羟基磷灰石复合支架在组织工程支架材料方面具有潜在的应用前景。 关键词：电纺丝;羟基磷灰石;聚乳酸;降解性能;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.010     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

摘要 背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等，上述材料各有优缺点，为了充分发挥各类材料的优势，弥补其不足，目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原，并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料，扫描电镜观察支架材料表面微观形貌；采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合，高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律；将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上，以未复合多肽的支架材料作为对照，检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状，孔径10~100 µm；骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出；在复合多肽的仿生支架材料表面，骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05)，而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料，具有良好的细胞相容性。 关键词：支架材料；骨形态发生蛋白7多肽；壳聚糖；胶原；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；细胞相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.014     

羟基磷灰石/丝素蛋白复合多孔材料的制备及其表征***☆

摘要：以蚕丝丝素蛋白作为羟基磷灰石沉积的模板，制备羟基磷灰石/丝素蛋白复合凝胶，以此为基体，分别以蚕丝短纤维和NaCl颗粒作为增强材料和致孔剂，采用等静压成型法，制备羟基磷灰石/丝素蛋白多孔复合材料。对复合材料结构和力学性能的研究结果表明，材料中含有少量蚕丝短纤维对材料抗弯强度和断裂能力的提高有显著效果，以NaCl颗粒为致孔剂可使材料的平均孔径及孔隙率分别在64~183 µm及55%~75%范围内调节。 关键词：羟基磷灰石；丝素蛋白；多孔材料；复合材料；增强材料     

羟基磷灰石/生物高分子复合材料的制备方法进展

背景：羟基磷灰石/生物高分子复合材料克服了单一的生物陶瓷作为骨替代材料使用的脆性及加工困难的缺陷而成引起广泛的重视。 目的：基于当前已发展的制备羟基磷灰石/生物高分子材料的方法有共混法、原位复合法、纤维复合法、仿生矿化法、电化学沉积法等,现对这些制备方法的优势与不足做一综述。 方法：分别以英文检索词“ hydroxyapatite(HA) ,composites, preparation”;中文检索词“羟基磷灰石,复合材料,制备”,应用计算机检索中国期刊网全文检索库(CNKI)及Elsevier数据库1996-01/2009-12有关文章,纳入羟基磷灰石/生物高分子复合材料的文献。排除与研究目的无关和内容重复者。保留31篇文献做进一步分析。 结果与结论：目前,羟基磷灰石/生物高分子复合材料仍不完全能满足骨组织工程对材料的要求,需要进一步优化制备方法,增强羟基磷灰石和生物高分子界面的结合,提高复合材料的力学及加工性能;同时,精确控制其复合材料的微观结构与骨材料结构相近,使从而使材料同时具有优良的机械性能和生物学性能,达到临床使用的要求。 关键词：羟基磷灰石;生物高分子;制备方法;复合材料;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.039     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与诱导骨髓间充质干细胞体外构建软骨支架复合体

背景：国内外许多研究通过不同的构建方法构建组织工程化软骨支架复合体修复骨软骨联合缺损,且取得了一定的进展,但目前各种方法存在的问题突出表现为组织工程化的软骨和骨组织之间的界面、移植体和宿主骨和软骨之间的界面耦合不够理想。 目的：将体外提纯、扩增的骨髓间充质干细胞诱导成软骨细胞,将其接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部上联合培养,探索其用于组织工程软骨复合体的可行性。 设计、时间及地点：细胞和材料复合的体外观察实验,于2008-03/07在暨南大学附属第一医院中心实验室和暨南大学理工学院材料系实验室完成。 材料：通过原位复合和冷冻干燥结合的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架。健康新西兰兔10只由广东省医学实验动物中心提供。 方法：密度梯度离心法提取分离骨髓间充质干细胞,软骨诱导液诱导骨髓间充质干细胞2周后甲苯胺蓝染色检测。把诱导得到的软骨细胞接种于穿“靴”的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架的底部,将细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。 主要观察指标：倒置相差显微镜下观察细胞形态特征,鉴定CD29,CD44,CD34和CD45抗原的表达,观察细胞生长特性,测定细胞活力和生长周期,扫描电镜观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架结构和细胞与支架的复合情况。 结果：骨髓间充质干细胞可在体外分离扩增,表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45,细胞活力为95.27%,G0~G1期细胞占94.68%。经软骨诱导液诱导后骨髓间充质干细胞转化成软骨细胞;制备的纳米羟基磷灰石/壳聚糖多孔支架孔隙率为90%,平均孔径为150 μｍ,与软骨细胞有较好的黏附性。 结论：初步证实纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与骨髓间充质干细胞诱导成的软骨细胞复合可以在体外构建组织工程软骨复合体。     

透明质酸改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架的力学特性及对成骨细胞增殖能力的影响

背景：组织工程中,种子细胞需依赖于细胞外基质的存在才能发挥功能。因此支架材料的选择具有重大意义。 目的：制备一种新型改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架,优化易于细胞黏附的组织工程支架材料工艺。 方法：壳聚糖与透明质酸进行交联,红外和差示扫描量热图谱检测其结构;改性壳聚糖与胶原按1∶2,1∶1和2∶1制备3种改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架,将复合支架与成骨细胞MC3T3-E1联合培养,CCK-8法检测增殖,绘制生长曲线。 结果与结论：透明质酸和壳聚糖以酰胺键形成交联的新化合物,孔径在50~250 μm之间,孔隙率随着胶原水平、弹性模量的增加而增加,而密度则减少;增加胶原的含量在细胞联合培养初期有利于细胞对支架的黏附和增殖,但从第10天开始,3种样品中细胞数量相差不大,均出现平台期;苏木精-伊红染色发现成骨细胞在培养初期沿着支架材料内部空隙贴壁生长,随着培养天数的增加,贴壁细胞呈集落样生长,可明显看到细胞间连接。说明透明质酸改性壳聚糖/胶原/纳米羟基磷灰石复合材料可以作为骨支架材料供成骨细胞黏附、增殖,其中胶原与壳聚糖的体积比为1∶1为较优配比。     

生物材料中基体及涂层材料的理论研究与进展

背景：在生物材料特别是生物涂层领域的研究中,寻找一种既具有优良生物性能又具有良好力学性能的基体材料并以适当的方法制备出表面均匀致密、结合力较高的涂层是限制人工假体能否真正应用于临床的一个关键因素。 目的：对生物涂层材料的研究进展做一综述。 方法：应用计算机检索CNKI、中国标准全文数据库和Science Direct数据库中1998-01/2009-10关于生物材料的文章,在标题和摘要中以“生物涂层,羟基磷灰石,钛合金,碳/碳复合材料”或“Biocoatings;HAp;Titanium; Carbon/carbon composites”为检索词进行检索。选择文章内容与生物涂层材料有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到216篇文献,根据纳入标准选择关于生物涂层材料的31篇文章进行综述。 结果与结论：通过对钛合金与碳/碳复合材料两种基体材料以及各种涂层制备工艺的对比发现,碳/碳复合材料作为基体材料,不但具有很好的生物相容性,而且与天然骨的力学强度匹配,利用水热电泳沉积技术,结合羟基磷灰石、壳聚糖、有机玻璃等涂层材料的生物性能,制备以碳/碳为基体的复合涂层,有望为提高涂层与基体的结合强度提供新的思路和方法。 关键词：生物涂层;羟基磷灰石;钛合金;碳/碳复合材料;水热电泳沉积 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.030     

热压-盐析法制备骨组织工程支架的工艺及性能表征**☆

背景：热压-盐析法制备聚合物组织工程支架,设备简单,成型快速,力学强度较高,但是适当的支架成型条件及材料组分对支架的性能尤为重要。 目的：观察热压-盐析法制备聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架中温度、时间、压力以及羟基磷灰石的加入对支架性能的影响。 设计、时间及地点：复合材料性能测试,对比观察实验,于2008-09/2009-05在同济大学材料科学与工程学院纳米与生物高分子材料研究所完成。 材料：聚乳酸、聚己内酯、羟基磷灰石均为实验室合成。 方法：采用液相共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,借助溶剂将聚乳酸、聚己内酯、纳米羟基磷灰石和致孔剂进行共混,去除溶剂后在一定温度、压力、时间下进行热压制得聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架。 主要观察指标：①X射线衍射分析、透射电镜观察羟基磷灰石的相结构、形状和尺寸。②扫描电镜观察复合多孔支架的形貌。③通过表面接触角观察不同材料的亲水性。④不同热压时间、温度、压力对支架孔隙率及抗压强度的影响。⑤不同含量羟基磷灰石对支架抗压强度的影响。 结果：热压-盐析法制备的聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架具有连通开孔的多孔结构,孔径多分布在300~340 µm,支架的表面无结皮现象,孔隙率和抗压强度均满足骨支架的应用要求;纳米羟基磷灰石的加入提高了支架的抗压强度,但支架亲水性随其质量分数的升高而下降,纳米羟基磷灰石质量分数为4%时支架的综合性能相对较好;热压温度、时间、压力对支架的性能影响较大,支架的综合性能在热压温度65 ℃、热压压力7 MPa、热压时间3 min条件时相对较好。 结论：热压-盐析法构建的骨组织工程支架孔径、孔隙率和抗压强度均满足应用要求;热压温度、时间、压力对支架的性能影响较大;纳米羟基磷灰石的加入提高了支架的抗压强度,但对支架亲水性有影响。 关键词：多孔支架;骨组织工程;热压-盐析法;纳米羟基磷灰石;支架性能     

胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用

背景：胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维膜以其优异的力学性能和良好的组织细胞相容性而成为近年来科学研究的热点。 目的：总结胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用进展。 方法：以“胶原蛋白、壳聚糖、复合纳米纤维膜、胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜、collagen/chitosan、compound Nanofiber membrane、collagen/chitosan compound nanofiber membrane、development of research” 为检索词,应用计算机检索Pubmed数据库、Elsevier数据库、万方数据库1993-01/2010-05关于胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜研究的相关文章,对53篇文献进行分析。 结果与结论：研究表明,将胶原蛋白/壳聚糖共混,在不同条件下交联,其共混复合物在力学性能方面较单一的胶原蛋白有一定的改善,其共混膜可以作为较小软骨缺损的修复的支架材料。研究证实胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜有着优异的力学性能、很好的组织细胞相容性和生物可降解性。文章从胶原蛋白和壳聚糖单一生物材料的缺陷性、复合纤维膜的优势及其在生物医药工程中的应用方面进行了探讨。     

聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙复合支架材料的细胞相容性

背景：实践证明,有机和无机材料单独应用都不是理想的支架材料。聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性,聚乳酸类复合材料将成为21世纪最重要的生物复合材料之一。 目的：观察复合支架材料聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙对成骨细胞黏附、增殖、分化的影响。 方法：取新生24 h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养。通过倒置相差显微镜、苏木 精-伊红染色、碱性磷酸酶染色、钙结节茜素红染色对获得的细胞进行生物学特性的观察与鉴定。然后将第3代细胞与聚乳酸/壳聚糖纤维、聚乳酸-壳聚糖纤维/硅酸钙、聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙三种支架材料体外复合培养。培养3,6,9 d后,采用倒置相差显微镜观察材料周边的细胞形态,通过碱性磷酸酶活性测定法和MTT法观察3种支架材料对细胞分化、增殖的影响。 结果与结论：三种材料均有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,而聚乳酸-壳聚糖纤维/羟基磷灰石-硅酸钙复合支架材料较聚乳酸/壳聚糖纤维、聚乳酸-壳聚糖纤维/硅酸钙支架材料促进成骨细胞的分化增殖效果更好,证实其生物相容性好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。 关键词：复合支架;细胞相容性;生物材料;成骨细胞;组织工程支架材料;骨组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.08.016     

丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒与成骨细胞的活性

摘要 背景：前期实验制备了羟基磷灰石颗粒堆积型多孔支架，可通过调节羟基磷灰石颗粒的尺寸及微观空隙结构更好地构建修复超临界尺寸的生物陶瓷支架。如果再将一些可促骨愈合的药物负载其上，既可控制药物的局部浓度以提高利用率，增加专一性、又可降低不良反应，加快骨愈合。 目的：观察载丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒对体外培养成骨细胞活性的影响。 方法：分离培养SD大鼠成骨细胞，将羟基磷灰石颗粒、无壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒、壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒分别与成骨细胞共培养，采用Alamar Blue法检测各组成骨细胞增殖活性；碱性磷酸酶活性检测各组成骨细胞分化情况；免疫细胞化学染色观察各组成骨细胞中Ⅰ型胶原和骨钙素表达。 结果与结论：壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒能显著促进SD大鼠成骨细胞的增殖，同时加强碱性磷酸酶表达，其效应持续时间高于羟基磷灰石组、无壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石组；Ⅰ型胶原和骨钙素表达与羟基磷灰石组无差异。而无壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石组由于药物的突释对细胞造成毒性，从第2天细胞开始皱缩以致死亡。说明壳聚糖包裹的丹酚酸B缓释羟基磷灰石颗粒在较长时间内具有促进成骨细胞增殖和分化，对成骨细胞的生物学活性无影响，并保持成骨细胞的生物学活性。