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纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的制备及生物学评价
低温下,水热合成的纳米羟基磷灰石浆液与中性胶原溶胶混合,升温使羟基磷灰石晶体与胶原自组装形成复合凝胶,经洗涤、冻干,获得羟基磷灰石/胶原复合材料.采用XRD,FIIR和TEM对复合材料的特性进行研究,结果表明:羟基磷灰石晶体尺寸为16nm×40nm;复合材料的晶相组成,羟基磷灰石晶体大小、胶原纤维的结构等都与天然骨相似.采用骨髓嗜多染细胞微核实验、致敏实验、以及细胞毒性实验对复合材料进行生物相容性评价.小鼠骨髓微核率为1.6±0.9,与阴性对照组无显著性差异,和阳性对照组有显著性差异.大剂量法实验表明复合材料无致敏作用.滤膜扩散实验证明复合材料无细胞毒性.复合材料骨内植入的组织学分析表明,4周时,在材料和骨组织的界面处有新骨生成,12周时,界面处有大量的新骨形成.皮下植入44周后,材料降解成碎片,纤维组织长入材料降解区域.本研究制备的纳米羟基磷灰石/胶原复合材料具有体内降解和促进骨形成的能力.不具有致染色体畸变作用、皮肤致敏作用和细胞毒性,是一种生物相容性良好的潜在的骨替换材料.
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骨修复复合材料及其相关问题的研究进展
寻找理想的骨修复材料一直是骨组织工程领域的研究热点之一.本文对近5年来骨修复复合材料及其相关问题的研究进展进行综述.首先简述了骨修复复合材料的研究现状,其中包括纳米复合材料、负载活性因子的复合材料、引入基因工程的复合材料、磁性复合材料.然后对骨组织工程材料的血管化问题进行了较为深入的探讨.后指出了目前骨修复复合材料存在的问题,并对其进行了前景展望.
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矿化蚕丝基骨材料修复兔骨缺损的X线观察
目前用于骨缺损的材料很多[1-2],但由于骨材料的性能、数量和价格的限制,大部分患者得不到应有的治疗[3,5].仿生制备纳米晶胶原骨材料是制备优异骨替代材料的一种有希望的途径,已经在临床应用,并得到认可[4].清华大学材料系在仿生思路下和以往胶原-钙磷盐复合材料的基础上,制备了一类新型的纳米复合材料--矿化蚕丝基骨材料,用于骨缺损修复[6].
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聚氨酯基纳米复合材料的血液相容性研究
血液相容性是生物材料领域一个非常重要又是迄今尚未解决的关键问题.聚氨酯具有相对良好的生物相容性和力学性能,一直被作为重要的与血液直接接触的材料用于制作血管移植物、介入导管、心室辅助循环系统及人工心脏等.但是,目前已有的商品化医用聚氨酯材料仍在血液相容性、生物稳定性等方面存在着问题,不能满足与血液接触应用的高要求.本文将纳米级碳材料作为分散相与聚氨酯材料复合,将此复合材料试用于心室辅助循环系统的血泵表面的涂覆处理,并对该复合材料表面的血液相容性进行了初步的研究.结果表明,该新型复合材料的抗凝血性、抗溶血性能均有所提高.
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聚氨酯基纳米碳复合材料表面的血液相容性研究
目的研究聚氨酯基纳米碳复合材料表面的血液相容性.方法用溶液共混方法将经过表面处理后的纳米碳分散到聚氨酯体系中,制成聚氨酯/纳米碳复合薄膜.通过血小板荧光标记人全血灌注实验和羊全血体外循环实验,观察和测定血小板在材料表面的粘附以及血液中血红蛋白浓度、纤维蛋白原浓度的变化,并探讨纳米碳对聚氨酯抗凝血性能的影响.结果 (1)全血灌注实验中,血小板的粘附数量从低到高顺序为:纤维蛋白原预处理的聚氨酯/纳米碳、聚氨酯/纳米碳、纤维蛋白原预处理的聚氨酯、聚氨酯;聚氨酯/纳米碳复合材料表面的血小板粘附数量显著减少.(2)体外循环4 h后,与聚氨酯/纳米碳复合材料表面接触的血液中,血红蛋白浓度、纤维蛋白原浓度的变化均相对减小.结论将纳米碳引入到聚氨酯体系中,可以改善聚氨酯材料的血液相容性,是开发抗凝血材料的一个新途径.
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口腔义齿聚合物纳米复合材料分散研究进展
随着纳米技术的发展,对纳米颗粒在各类基体中的分散应用已经越来越广泛,但由于纳米颗粒比表面积大,比表面能高,属于热力学不稳定体系,在制备过程中或后处理过程中极易发生粒子团聚现象,导致应用时失去颗粒应有的物性和功能.
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齿科聚合物基纤维纳米复合材料的力学性能研究
目的研究纳米SiO2-x对高强玻璃纤维/EAM树脂复合材料性能的影响.方法以纳米粒子SiO2-x、高强玻璃纤维(S-GF)作为增强材料,以齿科丙烯酸树脂(EAM树脂)、过氧化苯甲酰(BPO)作为基体,制备了聚合物基纤维纳米复合材料,测试了预浸料及复合材料的性能.结果纳米SiO2加入后可显著提高复合材料的强度和模量,当纳米SiO2-x含量为5%时,复合材料的弯曲强度提高55.6%(为1702.4Mpa).结论纳米SiO2-x的加入,使复合材料的各项性能均得以提高.
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纳米复合材料人工血管在犬体内的血液相容性和外科适用性观察
目的 观察纳米复合材料人工血管在犬体内的血液相容性和外科适用性.方法 选择健康成年犬8只,随机分为观察组及对照组各4只,两组均行开腹人工血管吻合术,对照组采用无纳米复合材料的人工血管,观察组采用纳米复合材料制成的人工血管;将人工血管一端与腹主动脉肾下段行端一侧吻合,另一端与一侧髂总动脉行端一侧吻合术.观察两组血管通畅度、血管搏动及血管壁、血管内表面情况.结果 人工血管吻合后观察期间,观察组血管在吻合后6个月及12个月均保持血流通畅,血管搏动正常,管腔未见狭窄及阻塞;对照组血管在吻合6个月后出现血流缓慢,血管搏动减弱,血管壁增厚,管腔狭窄.扫描电镜示观察组人工血管的内表面无明显纤维蛋白沉积及血栓形成,对照组人工血管内表面可观察到有明显纤维蛋白和血细胞沉积,有微血栓形成.结论 纳米复合材料人工血管在犬体内的强度、弹性、柔顺性和抗凝血性能良好.
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聚醚醚酮基纳米复合材料表面口腔微生物黏附与成膜的实验研究
目的 制备聚醚醚酮(PEEK)基纳米复合材料,研究材料表面口腔微生物黏附与生物膜形成情况.方法 分别制备PEEK基纳米羟磷灰石(n-HA/PEEK)和PEEK基纳米氟磷灰石(n-FA/PEEK)复合材料,以纯钛(CpTi)和PEEK作对照,应用微生物活性剂检测试剂盒和激光共聚焦显微镜研究PEEK基纳米复合材料表面口腔微生物黏附和成膜情况.结果与CpTi相比,黏附初期2小时内PEEK及PEEK基纳米复合材料表面口腔微生物黏附量显著减少；四组材料表面在第14天形成的生物膜形貌和厚度基本一致,但PEEK基纳米复合材料组表面生物膜内死菌/活菌比显著高于CpTi及PEEK组,而且n-FA/PEEK组显著高于n-HA/PEEK组.结论 PEEK基纳米复合材料表面细菌黏附量低于CpTi,生物膜死菌量显著高于CpTi,提示材料的成分和表面粗糙度影响口腔微生物的黏附和生物膜的组成结构,PEEK基纳米复合材料具有良好的临床应用前景.
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纳米ZnO改性HAP晶须的工艺研究
目的:利用纳米氧化锌良好的生物相容性和抗菌特性以及羟基磷灰石的生物活性,制备羟基磷灰石/氧化锌纳米复合生物材料,以发挥其综合优势.方法:用溶胶-凝胶法制备了羟基磷灰石/纳米氧化锌复合材料,以光学显微镜、透射电镜(TEM)对复合材料的物相、组成进行了分析.结果:实现了羟基磷灰石和氧化锌以纳米级形式复合,且它们之间产生了化学键合.结论:该种无机纳米复合材料可用于口腔修复和制备新型无机/有机纳米复合生物活性材料.
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医用羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能研究
目的:利用纳米二氧化钛的耐生理腐蚀和抗菌特性,以及纳米羟基磷灰石的生物活性,制备羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合生物材料,以发挥其综合优势.方法:用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石/纳米二氧化钛复合材料,以透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(IR)对复合材料的物相、组成、结构和性能进行了分析.结果:实现了羟基磷灰石和二氧化钛以纳米级形式复合,且它们之间产生了化学键合.结论:该种无机纳米复合材料可用于口腔修复和制备新型无机/有机纳米复合生物活性材料.
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基于石墨烯与氧化锆纳米复合材料制成用于肺炎克雷伯菌检测的传感器
目的:用基于石墨烯与氧化锆纳米复合材料所制成的传感器检测肺炎克雷伯菌(KPN),从而实现KPN的快速、精确检测.方法:利用电化学传感器,选择差分脉冲伏安法,在初始电位为-0.6 V、终止电位为0.2 V、扫描速率为50 mV/s的实验条件下,完成KPN检测.结果:在目的DNA浓度为1.0×10-12～1.0×10-6 mol/L时,传感器的峰电流变化值(△I)与KPN的DNA浓度(CssDNA)的对数呈良好线性关系,其线性回归方程为△I=0.3371ogCssDNA+3.9993,相关系数为0.9917,检出限为(3.33×10-13)mol/L.结论:基于石墨烯与氧化锆纳米复合材料所制成的传感器表现出良好的灵敏度与稳定性,可实现传感器对KPN的快速、稳定检测.
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热塑性聚氨酯/聚乙二醇/纳米铜复合材料的制备与表征
选择热塑性聚氨酯(p01yurethane,PU)为基体材料,以聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)对基体材料进行亲水改性,用纳米铜颗粒代替铜丝或铜管等块体铜,采用机械共混的方法制备了一种全新的宫内节育器(IUD)材料--聚氨酯/聚乙二醇/纳米铜复合材料,并采用红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜分析(SEM)、力学性能测试、热稳定能测试和吸水性能测试等表征方法对复合材料的结构和性能进行了表征.结果表明,纳米铜粉在基体中分散比较均匀,聚氨酯/聚乙二醇/纳米铜复合材料的拉伸强度、撕裂强度随着聚乙二醇含量的增加而下降,断裂伸长率、热稳定性和吸水性能随着聚乙二醇含量的增加而提高,吸水性能的改善为下一步复合材料铜离子的可控释放研究工作提供了很好的基础.
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纳米羟基磷灰石/脂肪族聚酯酰胺复合材料
在本实验中,水热合成的纳米羟基磷灰石(n-HA)作为无机相与新型的可降解的脂肪族聚酯酰胺(PEA)按不同比例复合.PEA及其复合材料的结构、性能通过透射电镜、红外光谱、X线衍射、扫描电镜及原子能谱等检测表征.结果表明,形貌尺寸相似于天然骨组织磷灰石结晶的纳米羟基磷灰石晶体均匀分散于PEA有机基质中,复合材料的两相间存在分子间作用力,提高了复合材料的力学性能.同时体外细胞学实验表明该材料具有良好的细胞相容性,显示了该复合生物材料在组织工程支架材料方面的应用前景.
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石墨烯及其衍生物纳米复合材料在骨科应用的研究进展
石墨烯及其衍生物具有良好的物理化学特性和生物学性能,能促进干细胞增殖及成骨分化,具有抗菌性和载药缓释性,在骨科生物材料领域应用前景广泛.本文主要介绍石墨烯纳米复合材料应用于骨组织工程支架、骨修复及骨植入材料等方面的研究进展,以期为今后的基础及临床研究提供可取信息.
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纳米羟基磷灰石骨修复复合材料的研究进展
羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)是一种性能良好的骨修复材料,但是由于脆性而限制了它在承力部位的应用.天然骨本身是纳米羟基磷灰石(Nanohydroxyapatite, n-HA)和胶原的复合材料,从仿生的角度看,n-HA与其它材料复合可以提高生物相容性和力学性能.目前研究的纳米羟基磷灰石复合材料可分为两类:非降解的纳米羟基磷灰石复合材料和可降解的纳米羟基磷灰石复合材料.前者包括n-HA/聚乙烯、n-HA/尼龙以及n-HA/聚丙烯酸.后者主要有n-HA与胶原、明胶、壳聚糖、聚乳酸和聚酸酐等的复合材料.本文详细综述了近年来纳米羟基磷灰石复合材料的制备、力学性能以及生物学性能的研究进展.
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纳米复合材料修饰电极在电化学分析中的应用进展
本文对纳米复合材料修饰电极在电化学分析中的应用研究进行总结,主要从碳纳米复合材料、金属及金属化合物纳米复合材料、其它纳米复合材料修饰电极在电化学分析方面研究进展进行简述,并对新型纳米复合材料应用与研究进行展望.
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纳米材料及其检测技术
由于许多独有的特性,作为新世纪三大主导技术之一的纳米技术,在电子、材料、生物、信息、化工等许多领域表现出了诱人的应用前景,甚至对社会发展将产生深远影响.特别是以纳米微粒作为添加剂而形成的纳米复合材料,在提升传统产业竞争力方面表现出了广阔的前景,事实上,纳米颗粒在涂料、抗菌清洁、橡胶、塑料、陶瓷等领域的使用已经产品化并显示出了明显的优势.
