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添加剂对偏磷酸钙玻璃陶瓷多孔性能的影响
目的:偏磷酸钙(calcium metaphosphate,CMP)玻璃陶瓷的多孔性能与许多因素相关,如钙磷比、添加剂含量和烧制温度等.通过改变添加剂含量制备不同孔隙率的CMP玻璃陶瓷,观察其成孔差异和降解性能.方法:实验于2006-01/2007-06在暨南大学生物医学工程系和测试中心完成.采用二次烧结法制备3种不同配方的CMP玻璃陶瓷,其配方的主要差异在于添加剂(由Al2O3、MgO、CaF2按3∶2∶1摩尔比例组成)的含量不同,分别为5.4%,6.0%,6.7%.用分析天平称质量,计算3种样品的吸水率、显气孔率和体积密度.采用X射线衍射仪进行3种样品的晶相分析,扫描电镜观察3种样品的表面形貌.计算3种样品的失质量百分比评价其降解性能.结果:①随着添加剂含量的增加,吸水率和显气孔率增大,体积密度减少.②3种样品的X射线衍射图谱基本无差异,结合PCPDFWIN数据库,可知3种CMP玻璃陶瓷的主晶相均为β-Ca(PO3)2晶体.扫描电镜结果表明,随着添加剂含量的增加,样品孔洞数目减少,孔洞直径越来越大.③随着添加剂含量的增加,3种样品的失重百分比分别为7.7%,5.9%和3.4%.结论:通过改变添加剂的含量,可改变钙磷比相同的CMP玻璃陶瓷的多孔性能和降解性能.
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多孔偏磷酸钙生物材料的体外加速降解实验
背景:偏磷酸钙的降解性能已得到一定证实,但传统降解方法实验周期长,工作量大,影响对偏磷酸钙生物材料的深入研究.目的:与传统实验方法对比,建立流动装置,寻找一种快速研究偏磷酸钙降解性能的方法.设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-09/2008-03在广东省人民医院医学研究中心完成.材料:多孔偏磷酸钙材料和基于离心泵的循环装置及反应器由广东省人民医院医学研究中心提供.方法:取偏磷酸钙材料若干,分析天平称重后分成两组.新型流场方法:置于循环装置中,流速分别为0.15,0.30 m/s.管路内灌满37℃生理盐水50mL.传统静态方法:直接浸泡在37℃生理盐水50mL中28d.主要观察指标:新型流场方法于运行循环装置2,4,8,16,24 h测定偏磷酸钙失重率,传统静态方法于放置2,4,8,16,28 d测定偏磷酸钙失重率.同时扫描电镜观察其表面形貌.结果:采用传统静态方法,28 d失重率为9.2%:采用新型流场方法,流速分别为0.15,0.30 m/s时,24 h偏磷酸钙的失重率约为15%和25%.扫描电镜显示,传统静态方法偏磷酸钙表面发生了物质沉积,影响了其失重率,而新型流场方法偏磷酸钙表面未发生物质沉积.结论:采用流动装置反映偏磷酸钙材料的降解规律与传统方法基本相同,流场方法可加快降解实验的进程.
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多孔聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸/偏磷酸钙复合膜的制备及降解性能
背景:种子细胞能否成功黏附于支架材料表面,与支架材料的降解性能密切相关.目的:制备多孔聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸/偏磷酸钙复合膜,并观察其体外降解性能.方法:将聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸和偏磷酸钙按50∶50混合均匀,完全溶解于氯仿后,搅拌均匀,倾倒在培养皿上,干燥后即成多孔膜.将其置于循环装置中,流速为0.30 m/s,管路内灌满37 ℃生理盐水50 mL.结果与结论:流场作用多孔复合膜2,4,8,16,24 h后,其失重率分别为4.5%,5.6%,6.9%,9.6%和10.6%;扫描电镜显示,降解24 h后,表面偏磷酸钙微粒已降解完全或脱落,而内凹偏磷酸钙微粒仍嵌入在聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸复合膜内,复合膜表面直径2 μm的微孔基本不见,直径30~50 μm的大孔基本未变,但孔隙边缘变得圆滑;水静力称重法计算出降解实验前后复合膜吸水率、显气孔率和密度分别为降解前的40.6%,46.3%,1.14 g/cm3和降解后的51.6%,54.1%,1.05 g/cm3.说明实验制备的多孔聚3-羟基丁酸-4-羟基丁酸/偏磷酸钙复合膜降解早期以偏磷酸钙降解为主,降解过程中孔内微丝易降解或断裂.
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组织工程支架材料偏磷酸钙玻璃陶瓷的多孔性能
文章采用二次烧结法,没有添加发泡剂,制备了一种新型泡沫多孔玻璃陶瓷,主要考察了其多孔性能,分析了其成孔机制并作出成泡沫假设,验证其降解性能和生物相容性能.多孔玻璃陶瓷的制备过程中没有采用发泡剂,但材料可以发泡成孔,材料的配方中,其钙磷物质的量比为0.47,烧结温度选择680℃.X射线衍射图谱证实所得多孔玻璃陶瓷主晶相为偏磷酸钙(β-Ca(PO3)2,CMP).液体(水)静力称重法计算出其吸水率、显气孔率及体积密度分别为34.6%,43.6%和1.26 g/cm3,与树脂成孔法结果类似.扫描电镜图显示,偏磷酸钙玻璃陶瓷孔隙丰富,大孔(100～300 μm)和微孔(2～20 μm)相互贯通.降解性能检测显示,偏磷酸钙块浸泡于37℃生理盐水28 d,失重率9.2%;扫描电镜显示其表面形貌有较大的改变,出现了一些细小条状物质,原因需进一步的分析.细胞实验显示,人骨髓间充质干细胞在偏磷酸钙孔洞里大量生长,且与偏磷酸钙材料表面结合紧密.提示采用二次烧结工艺,无需添加发泡剂,利用其自身配方和性质即可以制备多孔偏磷酸钙玻璃陶瓷,其发泡的主要原因为不定相偏磷酸钙的降解能力强.降解实验和生物相容实验表明所得偏磷酸钙玻璃陶瓷是一种非常有潜力的组织工程支架材料.
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偏磷酸钙纳米粒子的细胞相容性
背景：偏磷酸钙具有优异的细胞相容性能和降解性能及细胞亲和性，人骨髓间充质干细胞可以在多孔偏磷酸钙孔洞内生长和增殖，但有关偏磷酸钙纳米粒子的研究较少。
目的：制备纳米级偏磷酸钙微粒，通过流式细胞术快速检测不同浓度纳米级偏磷酸钙微粒对人骨髓间充质干细胞凋亡的影响。
方法：采用湿法球磨法制备偏磷酸钙纳米粒子，通过扫描电镜和透射电镜观察纳米粒子的形貌，通过X射线衍射分析确定纳米粒子的晶体结构。将偏磷酸钙纳米粒子混入CYAGON Oricel TM 基础培养基，使得偏磷酸钙纳米粒子的质量浓度分别为10，1，0.1 mg/L，将其与人骨髓间充质干细胞共培养7 d，通过流式细胞术分析偏磷酸钙纳米粒子质量浓度与细胞凋亡的关系。
结果与结论：采用湿法球磨法成功制备了偏磷酸钙纳米粒子，直径为10-30 nm，粒径分布较均匀，分散性较好，但晶体形状不规则；X射线衍射分析晶相检测其主晶相为β-Ca(PO3)2晶体。10 mg/L质量浓度组细胞G0/G1和G2/M比例高于1，0.1 mg/L质量浓度组(P<0.01)；10 mg/L质量浓度组细胞早期、中晚期、总细胞凋亡率高于1，0.1 mg/L质量浓度组(P<0.01)；说明偏磷酸钙纳米粒子对人骨髓间充质干细胞的增殖有影响，当其质量浓度从1 mg/L增加至10 mg/L后，细胞凋亡率显著增加。 -
生物可吸收性高强度棒用于骨折内固定
目的:寻找一种理想的生物内固定材料. 方法:用生物可吸收性聚乳酸/偏磷酸钙复合物棒对20只兔股骨髁上实验性骨折行髓内固定,术后2, 4, 8和12 wk分别经X线摄片、肉眼、光镜和电镜对骨折的愈合、材料的降解性能和力学性能进行观察. 结果:骨折端无明显的炎性反应和异物反应,所有骨折均愈合,骨折终愈合后固定材料逐渐重吸收. 12 wk时PDLLA/CMP复合材料弯曲强度95%CI为78.88～92.32 MPa,弹性模量95%CI为6.24～7.24 GPa,拉伸强度95%CI为93.91～111.57 MPa. 结论:聚乳酸/偏磷酸钙复合材料生物相容性和机械性能良好,是一种有前途的骨外科内固定材料.
