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羟基磷灰石吸附性能的研究进展

羟基磷灰石吸附性能的研究进展
羟基磷灰石吸附性能的研究进展

羟基磷灰石的影响

,纳米填料的分散状况和两相间的界 面结合会极大影响复合材料的性能,近年来,纳米级填料在聚合物改性方面 得到了大量研究和应用。与普通填料相比,纳米级填料表面缺陷少,表面活 性高,与聚合物发生物理或化学作用的可能性大,界面结合也较强。但由于 其大的界面张力,高的表面活性同时使得其极易团聚,难以在聚合物基体中 分散均匀,或者说是很难以纳米尺度与聚合物结合,显现纳米效应。常用的 纳米材料表面处理方法,如加入偶联剂等,会降低复合材料的生物相容性。 由于羟基磷灰石中的羟基、钙离子等可以与聚乙烯醇中的羟基等产生强烈的 相互作用,使二者之间的界面粘合增加,为此,我们对纳米羟基磷灰石进行 大功率超声预先分散后,对其循环冷冻一解冻处理,进一步增加聚乙烯醇分子与羟基磷灰石之间的相互作用,从而在赋予材料生物活性和生物相容性的同时,提高其他性能。 ,说明HA与PVA的羟基间存在相互作用。已有研究表明PVA的羟基与HA中的ca2+之间能形成一种配位结构,具有相互作用,可引起PVA羟基伸缩振动峰向低 波数移动。这也说明凝胶复合材料中n-HA与PVA不是简单的物理共混,而是以某 种化学形式相结合。郭玉明等[11的研究结果表明HA中的Ca2+和PVA分子中的羟基 之蜘形成了一种配位结构,具有相互作用,从而导致PVA分子中的羟基伸缩振动峰 向低频方向移动。同时,HA同PVA分子间的氢键作用使得PVA分子的空间立构规整度有所下降,从而导致加入n.HA后PVA分子中各基团特征峰的位置有所改变。 在n-HA/PVA凝胶复合材料中,均 可观察到大量的羟基磷灰石粒子分布在PVA基体之中。同时,当HA含量较少时(图 4_4b1和r图4.4c),HA粒于在PVA基体中呈均匀分布状态:随着HA粒子含量的增加 f图4-4d),部分HA粒子在PVA基体中呈团聚状态。无机纳米粒子具有较高的表面能和比表面,当n-HA粒子在PVA中的含量较低 时.一方面PVA溶液可作为纳米羟基磷灰石粒子的分散剂.使HA粒子均匀分布在 PVA基体之中:另一方面,n-HA粒子的高表面能和比表面,可有效提高n-HA粒子 同PVA基体问的界面结合强度.有利于改善复合材料的力学性能。当n-HA粒子在 PVA基体中的含量较高时,n_HA粒子的高表面能导致粒子间发生团聚,从而使得粒 子的比表面和表面活性点大幅下降。此时,纳米粒子不仅难以起到增强的效果,而且成为复合材料的缺陷源,导致复合材料的性能恶化。 在PVA溶液孛原位合成的n-HA粒子大小具有纳米量级,同时,n-HA/PVA凝胶 复合材料具有与自然关节软骨相似的多孔网络结构.当其作为关节软骨修复材 料使用时,这中独特的结构有利于软骨细胞的长入。使修复材料和自然软骨形 成良好的骨性结合,’从丽有利于增强二者界面间的结合强度· (2)PVA溶液有剩予纳米粒子的均匀分布,当复合材料中a-HA粒子含量较低时,纳 米羟基磷灰石粒子在p、狻基体中墨均匀分布,隧着n-HA含量的增加,纳米粒子 一发生团聚。. (3)n-HA粒子同PVA基体之闻存在一定的纯学键作用,n-HA的加入改变了PVA的

羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展 摘要:由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时,羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素,应用等方面对羟基磷灰石进行介绍,并对其进行研究展望。 关键词:羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性,是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个 [ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物,根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中,羟基磷 灰石(hydroxyapatite,缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分,具有良好的生物相容性和生物活性,HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用,可增强骨愈合作用,能与自然骨产生化学结合,HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供

DuoFlow 层析系统简明使用教程

BioLogic DuoFlow
层析系统简明使用教程

DuoFlow 层析系统
一、 仪器名称:BioLogic DuoFlow 层析系统 二、 规格型号:DuoFlow 10/40,QuadTec 10/40,Maximizer 20/80,Pathfinder 20/80 三、 生产厂家:Bio-Rad Laboratories, Inc 四、 产品简介 随着生命科学研究进入后基因组时代,以蛋白质为主要对象的研究成为各实验室研究的主 题,其中,对单个蛋白质的分离纯化是蛋白质研究的基础工作,也是非常重要的工作。对纯度均 一蛋白质的研究是揭示生命规律的重要手段,也是新药研发的必要途径,因为只有获得一定量的 蛋白质纯品,才能满足结构和功能的分析、物理化学参数测定、生物活性、毒理和药理实验等等, 乃至大量制备用于诊断和治疗。 蛋白质分离纯化的重要问题是如何在纯化过程中保持温和的条件,从而保证在此过程中蛋白 质的结构和活性不受影响。层析技术(Chromatography)为蛋白质纯化提供了这样的条件,大都 在室温或低温下操作,所用的流动相可以是与生理液相似的具有一定 pH 值、离子强度的缓冲水 溶液,所用的填料表面修饰各种基团,可与蛋白质分子温和接触,从而保持了蛋白质分子的原有 构象和生物活性。层析系统以及各种分离纯化所需的填料和层析柱是保证该纯化过程的稳定性、 重现性和自动化进行所必需的设备。 五、 技术原理 将一种混合物分成单个组份是一个熵减的过程,故外界必须要给此过程提供能量。如下图所 示,完整的层析系统主要包含泵、各种阀门、层析柱、各种在位检测器和收集器。

层析柱 阀门
检测器
组分收集器 其主要过程是:由泵推动溶液;各种阀门控制溶液流向,或者进样,或者洗脱层析柱;样 品经过层析柱并洗脱后,以样品各组分在流动相和固定相(层析介质)中的分配系数不同而保 留不同,从而分开;不同组分经过各种在位检测器,如紫外检测器、电导检测器、pH 检测器等 确定各组分的位置和浓度;最后各组分由收集器自动收集。 其中,泵是层析系统的心脏,用以推动溶液流动,DuoFlow 的泵是双柱塞双泵,可提供精 确稳定,双向变速可调的液流,并可根据层析柱的不同而提供一定的压力。检测器是层析系统 的眼睛,必须具有足够的灵敏度。在层析中需要检测的指标有 pH,离子强度,紫外/可见光吸收 值,折光度,荧光值等。 层析系统为层析技术及其过程提供了稳定、准确、可靠的自动化平台,而各种层析介质和 层析柱则是层析技术的核心。各种层析技术简介如下: 1、离子交换(ion exchange chromatography, IEC) :利用蛋白质在一定缓冲液和 pH 条件下不同蛋

纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展_李志宏

医疗卫生装备?2007年第28卷第4期 ChineseMedicalEquipmentJournal?2007Vol.28No.4 纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展 李志宏 武继民 李瑞欣 许媛媛 张西正 (军事医学科学院卫生装备研究所 天津市 300161) 摘要纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技 术。但是,由于材料本身力学性能较差制约了羟基磷灰石的进一步应用,因此,提高及制备综合性能优越的纳米羟基磷灰石复合生物材料是当今研究的重心和热点。综述了纳米羟基磷灰石制备的主要方法及其复合生物材料的研究进展,并探讨了纳米羟基磷灰石骨修复材料的发展方向。关键词 纳米羟基磷灰石;复合材料;骨修复 Advancesinnano-hydroxyapatiteanditscomposite LIZhi-hong,WUJi-min,LIRui-xin,XUYuan-yuan,ZHANGXi-zheng (InstituteofMedicalEquipment,AcademyofMilitaryMedicalSciences,Tianjin300161,China) AbstractNano-hydroxyapatitehasbeenwidelyusedasreconstructiveandprostheticmaterialforosseoustissue,owingtoitsexcellentbiocompatibilityandtissuebioactivity.Butthepoormechanicalpropertyofhydroxyapatiterestrictsitsfurtherapplication.Inordertoenhancethecomprehensiveperformanceofthematerial,manyresearcheshavebeendedicatedtothesynthesizationofthecompositematerials.Thisarticlereviewsthemainpreparationmethodsofnano-hydroxyapatiteandtheadvancementinresearchofitscomposite.Thedirectionsinthisresearchareaaredescribedaswell.Keywordsnano-hydroxyapatite;compositematerial;bonerepair 作者简介:李志宏,硕士,主要从事高分子材料和生物材料方面的研究; 武继民,博士,硕士生导师,副研究员。 羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA或HAP)是自然骨无机质的主要成分,具有良好的生物相容性和生物活性,可以引导骨的生长。其表面具有极性,与机体组织有较强的亲和力,与骨组织形成牢固的骨性结合,是公认性能良好的骨修复替代材料。本文综述了纳米羟基磷灰石复合生物材料的研究进展,并探讨了其可能的发展方向。 1纳米羟基磷灰石的合成 羟基磷灰石超微粉属无机材料,常用制备方法有水热法、 沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法等。此外,还有等离子体喷涂法、干法、冲击波法等。 1.1水热法 水热法是指在密封压力容器中,以水溶液作反应介质,在 高温、高压下,使通常难溶或不溶的物质溶解且重结晶的一种制备材料的方法。它可以用来生长各种单晶,制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的陶瓷粉体和无机纤维或晶须增强材料。近年来,水热法制备羟基磷灰石也取得了很大的进展。 廖其龙等[1]经水热反应获得了晶粒完整、 粒度在100nm以下的柱状或针状HA晶体,结果表明:随Ca/P比的增加,进入磷灰石结构的CO32-的量增加,引起晶格畸变,晶粒尺寸降低。肖秀峰等[2]研究发现随水热温度的提高和时间的延长,晶体发育越完整,晶粒尺寸越大。郭广生等[3] 研究中发现水热温度和反应时间对HA微晶尺寸变化有较大的影响,高温有利于HA微晶在a轴方向的生长,而延长时间则有利于其在c轴方向的生长。刘晶冰等[4]在较低温度下合成了结晶度较高的棒状羟基磷灰石粉末,同时研究了pH值及温度对产物结构及形貌的 影响。 1.2沉淀法 沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合, 在混合溶液中加入适当的沉淀剂制备超微颗粒的前驱体沉淀物,再将此沉淀物进行干燥或煅烧,从而制得相应的超微颗粒。此法制备纳米HA大多采用无机钙盐和磷酸盐反应得到。 任卫等[5]采用均相共沉淀法和爆发成核法制备出了可长期稳定的、尺度在60~70nm的HA溶胶和纳米粒子。 吕奎龙等[6] 经研究发现:加入形核剂、适当提高反应温度及搅拌速度有 利于制备纯净的羟基磷灰石。李玉峰[7]研究表明:控制反应温度、加料速率,使体系维持一定pH值范围,并适当引入超声波及其它强化条件,可以合成Ca/P比值较为理想、HA相较纯、晶粒度(272.2 ̄544.7)分布好的羟基磷灰石。郭大刚等[8]制得尺寸和形状更接近于人体骨磷灰石结构的HA颗粒,并具有较好的尺寸稳定性,600℃下仍能保持不团聚长大。 1.3溶胶-凝胶法(Sol-Gel) 溶胶凝胶法的基本原理是:将金属醇盐或无机盐水水解, 然后使溶质聚合胶化,再将凝胶干燥、焙烧,最后得到无机材料。其优点是:原料均匀混合;产品粒子化学均匀性好、纯度高、颗粒细;可容纳不溶性组分或不沉淀组分;烘干后凝胶颗粒烧结温度低。 黄志良等[9]用Sol-Gel法制备了不同钙磷摩尔比的HAP和不同CO32-含量的HAP,并系统研究此2类磷灰石的热稳定性。结果表明:Ca和HAP由于存在填隙缺陷结构,表现出较高的热稳定性;在150 ̄800℃范围内CHAP(含有CO32-的HAP)中的CO32-脱除是非平衡态的连续固溶体分解,同时其结晶度增加且晶粒重结晶长大。袁媛等[10]以四水硝酸钙和磷酸三甲酯为 中图分类号:TB383;TB33 文献标识码:A 文章编号:1003-8868(2007)04-0030-02 GENERALREVIEW 综述 30

软模板法合成羟基磷灰石及其吸附性能研究

2实验过程与测试方法……………………………………………………………………152.1实验原料与设备…………………………………………………………………..152.2实验流程……………………………………………………………………………162.2.1软模板法羟基磷灰石的制备………………………………………………16 2.2.2重金属离子的吸附…………………………………………………………172.3表征与测试…………………………………………………………………………172.3.1pH测试………………………………………………………………………17 2.3.2差热.热重分析…….………………………………………………………。17 2.3.3X-射线衍射分析()a王D)…………………………………………………18 2.3A扫描电镜(SEM)…………………………………………………………18 2.3.5红外光谱分析………………………………………………………………18 2.3.6BET分析……………………………………………………………………18 2.3.7原子吸收分光光度计………………………………………………………l83以阳离子表面活性剂为模板合成纳米羟基磷灰石…………………………………..193.1制备过程……………………………………………………………………………193.2成型原理……………………………………………………………………………193.3结果与讨论…………………………………………………………………………203.3.1粉体的热行为……………………………………………………………….20 3.3.2XRD分析……………………………………………………………………21 3.3.3红外分析…………………………………………………………………….22 3.3.4微观形貌……………………………………………………………………。23 3.3.5结构稳定性…………………………………………………………………26 3.3.6BET表征………………………………………………‘……………………27 、—一 3.4本章小结……………………………………………………………………………28 2

羟基磷灰石研究进展

2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试 姓名: 学号: 学院: 专业: 班级: 任课老师:

羟基磷灰石研究进展 摘要:由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时,羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素,应用等方面对羟基磷灰石进行介绍,并对其进行研究展望。 关键词:羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性,是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物,根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中,羟基磷 灰石(hydroxyapatite,缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分,具有良好的生物相容性和生物活性,HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用,可增强骨愈合作用,能与自然骨产生化学结合,HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供

日用化学品期末复习资料整理

日用化学品期末复习资料整理 (7#301) 一、选择题、填空题、名词解释 第一章:绪论 1、牙膏清洁牙齿的功能主要是通过摩擦剂来实现的,摩擦剂在牙膏配方中的比例占45w%~55w%。国际上通用的四种摩擦剂为碳酸钙、磷酸氢钙、氢氧化铝和二氧化硅。 2、美国牙膏配方中磷酸氢钙和二氧化硅占97w%,我国碳酸钙占86w%。 第二章:表面活性剂 1、表面活性剂具有分散、增溶、乳化、起泡、洗涤、匀染、润滑、渗透、抗静电、防腐蚀和杀菌等功能。(记4个即可) 2、表面张力:把液体表面任意单位长度上的收缩力称之为表面张力。(名词解释3) 3、元素表面活性剂:指的是含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂,由于这些元素的引入从而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。(名词解释2) 4、临界胶束浓度(CMC):表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度,低于此浓度,表面活性剂以单分子体方式存在于溶液中,高于此浓度表面活性剂以单体和胶束的动态平衡状态存在于溶液中。当表面活性剂浓度达到CMC时,继续加入表面活性剂,单体分子浓度不再增加,而只能增加胶束的数量。 5、表面活性剂按照亲水基团是否为离子型分为阴离子型(羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯盐)、阳离子型(伯、仲、叔胺盐、季铵盐)、两性离子型(甜菜碱型、咪唑啉型)和非离子型(失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)。 6、HLB:表示了表面活性剂的亲水基团和亲油基团所具有的亲水亲油平衡值。(名词解释1) 7、规定石蜡为0,十二烷基硫酸钠为40,表面活性剂的HLB一般在1~40之间,转折点为10,HLB小于10的乳化剂具有亲油性,大于10的乳化剂具有亲水性。 第三章:家用洗涤用品 1、污垢分为固体污垢、液体污垢和特殊污垢。

纳米羟基磷灰石综述

纳米羟基磷灰石制备方法及应用 赖荣辉 西南民族大学化学与环境保护工程学院高分子化学与物理 摘要 羟基磷灰石(HA)具有良好的生物相容性和生物活性,被广泛的应用于骨修复和药物载体中。但是其本身容易团聚,而形成较大的晶体,使得其生物学性能下降。合成纳米级的羟基磷灰石,使得羟基磷灰石具有较大的比表面积,而具有较好的生物学性能。本文综述了近年来合成纳米羟基磷灰石的进展和几种主要的合成方法包括:水热法、超声法、溶胶-凝胶法、自燃烧法。并对纳米羟基磷灰石的一些改性方法做了简述。最后还对纳米羟基磷灰石的一些应用做了简述。 关键词:羟基磷灰石;制备方法;生物材料;纳米晶体 0 前言 羟基磷灰石,英文名Hydroxyapatite(HA),其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2作为一种现代的纳米生物材料,是动物和人体骨骼和牙齿的主要无机成分,具有良好的生物相容性。故常用作骨修复材料和药物载体[1] 1 纳米羟基磷灰石的合成方法 一、自燃烧法 自燃烧法是一种利用硝酸盐与羧酸反应,在低温下实现原位氧化、自发燃烧、快速合成产物前驱体粉末的方法[2]。王欣宇等[3, 4]通过自燃烧法投制备纳米羟基磷灰石粉,他们结合络合物机理和氧化还原反应机理,以柠檬酸为络合剂并通过其具有还原性与硝酸盐混合均匀后进行充分络合,在加热条件下就会发生氧化还原反应,在较低的温度下就可以燃烧。其反应方程式如下:

C6H8O7 + Ca2+ = C6H6O7Ca + 2H+(l) 5C6H6O7Ca + l8NO3- + l8H+ = 30CO2 +9N2 + 24H2O + 5CaO (2)9Ca(NO3)2+ 5C6H8O7 = 30CO2 + 9N2 +20H2O + 9CaO (3)王欣宇等最后所得的自燃烧法制备纳米羟基磷灰石的最佳条件为n(H2O): n (Ca2+)= 30 ~ 35时,可使自燃烧反应进行,反应时间短。对于该反应体系pH的最佳范围为2 ~ 3。最佳的加热温度为80℃,自燃烧产物粉末煅烧的最佳温度为750℃。采用上述最佳工艺条件制备出的HAP 粉末,经超声分散,分散介质为水,然后用粒度分析仪测定粉末的二次平均粒径为494.6±l0.l nm。可见,虽然他们得到了纳米级的羟基磷灰石,但是其平均粒径对于现在的临床研究来说仍然太大了,并且在自燃烧法的反应过程复杂,过程的煅烧温度750℃过高,不利于控制。 二、水热法 水热法是在特定的密闭容器(高压釜)里,用水溶液作反应介质,通过对反应容器加热,创造一个高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶,从而得到纳米结构的晶体。其优点是可以通过控制水热条件(温度、反应时间、前驱物形式等)面得到不同的粉体晶粒物相和形貌[5],徐光亮, 聂轶霞[5]等人利用CaCO3和CaHPO4·2H2O按一定的n(Ca)/n(P)混合在高温高压下合成纳米羟基磷灰石,并且通改变反应的条件:前驱物配比、水热反应温度、以用反应时间等来研究羟基磷灰石合成的最佳反应条件。对于水热法,仍存在一些缺点,因为水热反应耍要在一个高温高压的反应条件下进行,过程不易控制。并且,反应时间耍8h以上才能达到最佳反应,反应时间过长。 另,据报道,任强,罗宏杰等[6]人通过低温燃烧/水热法联合法制备了纳米羟基磷灰石。该方法充分发挥了低温燃烧法(LCS)和水热法的优势,具有制备温度低、反应速度快、制备效率高以及粉体的纯度高、粒度小(40 nm~80 nm)且均匀等优点。该次实验主要用Ca(NO)2,(NH4)2HPO4和柠檬酸(C6H8O7H2O),通过羟基磷灰石中的Ca:P=5:3,并根据燃烧化学基本理论来参加反应。该实验的主要环节是反应温度的确定和硝酸钙与磷酸氢二铵和柠檬酸的比例,其最佳比例为Ca(NO3)2·4H2O:(NH4)2HPO4:C6H8O7·H2O=5:3:2.2。实验的具体过程是:

羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展

《生物医用材料》期末论文 学院:材料与化工学院 专业:材料科学与工程 学生姓名: 学号: 任课教师:唐敏 2010年6月20日

羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展 材料与化工学院 07材料科学与工程卢仁喜 摘要:羟基磷灰右是一种优质的医用生物材料,在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用和研究。本文在综合了一些文献的基础上,对羟基磷灰石在生物医用材料的研究上做了总结和概括,并且提出了一些自己的看法。 关键字:羟基磷灰石生物医用材料进展 1.引言 生物材料(biomaterials)是对生物体进行治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。随着材料科学、生命科学与生物技术的发展,越来越多的生物材料得到广泛应用,人们开始在分子水平上去认识材料和机体问的相互作用,力求使无生命的材料通过参与生命组织的活动,成为有生命组织的一部分。其中金属材料、生物陶瓷材料、高分子材料、聚合物及其复合材料是应用最广泛的生物材料。近年来,常用的骨骼替代品是金属、塑料以及陶瓷等,其中以钛和钛合金为主。但是由于它们的惰性,它们不能很好的与生物体本身产生相容性,作为硬组织植入材料,它们与骨之间只是一种机械嵌连的骨整合,而非化学骨性结合,致使植入后与骨组织之间结合较差,常引起植入失效。同时金属的耐磨性和耐腐蚀性较差,腐蚀产牛的离子会对人体组织产生不良影响。羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)生物陶瓷材料具有优良的生物活性和生物相容性,被认为是一种最具潜力的人体硬组织替换材料。但是HA的力学性能较差,抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨,限制了它们单独在人体负重部位的使用。但是由于它本身的特点,以及自然界再也找不出与它具有类似生物相容性的陶瓷材料,同时他又可以同多种材料进行复合来改变它在某一方面的劣势。所以,近年来羟基磷灰石及其复合物的研究受到广泛关注。 2.羟基磷灰石及特点 羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐,它是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,在人骨中约占72%,齿骨中则高达97%,其生物相容性及活性良好,对人体无毒副作用,可增强骨愈合作用,能与自然骨产生化学结合,被认为是最有前途的人工齿及人工骨的替代材料。目前有关羟基磷灰石的研究已经取得了很大的进展,人工合成HA的方法主要有沉淀法、水热反应法和溶胶一凝胶法。然而,羟基磷灰石的烧结性能差,力学性能特别是冲击韧性不足以作为骨替代的理想材料,因此必须通过与其它材料复合来提高有关性能,使之得以在临床上推广应用。所以,基于羟基磷灰石在力学上的性质,它在生

生物陶瓷材料的研究及应用

生物陶瓷材料的研究及应用 张波化工07-3班 120073304069 摘要介绍了生物陶瓷的定义,对羟基磷灰石生物陶瓷材料、磷酸钙生物陶瓷材料、复合生物陶瓷材料、涂层生物陶瓷材料和氧化铝生物陶瓷的特性和制备方法进行了较为深入的分析,在现代医学中的应用及发展前景。 关键词生物陶瓷,磷酸钙,复合生物陶瓷材料,涂层生物陶瓷材料,氧化铝陶瓷,生物陶瓷应用。 Bioceramic Materials Research and Application Zhangbo Chemical Engineering and Technology 073 class 120073304069 Abstract This paper introduces the definition of bio-ceramics, bio-ceramic material of hydroxyapatite, calcium phosphate bio-ceramic materials, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramics and alumina ceramics of biological characteristics and preparation methods for a more in-depth analysis In modern medicine the application and development prospects. Key words bio-ceramics, calcium phosphate, composite bio-ceramic materials, coating materials, bio-ceramic, alumina ceramic, bio-ceramic applications. 1 引言 生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料,即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。做为生物陶瓷材料,需具备如下条件:生物相容性;力学相容性;与生物组织有优异的亲和性;抗血栓;灭菌性并具有很好的 物理、化学稳定性。生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷(如Al 2O 3 、ZrO 2 等)、生物活性 陶瓷(如致密羟基磷灰石、生物活性微晶玻璃等)和生物复合材料三类。生物陶瓷材料因其与人的生活密切相关,故一直倍受材料科学工作者的重视。 2 生物陶瓷材料的发展 目前世界各国相继发展了生物陶瓷材料,它不仅具有不锈钢塑料所具有的特性,而且具有亲水性、能与细胞等生物组织表现出良好的亲和性。因此生物陶瓷具有广阔的发展前景。生物陶瓷的应用范围也正在逐步扩大,现可应用于人工骨、人

纳米羟基磷灰石

纳米材料学作业 2005202027 张峰 一.外文综述 1.纳米羟基磷灰石与胶原和聚乙烯醇的复合生物材料[1] 材料的制备 1.合成纳米羟基磷灰石 根据羟基磷灰石中Ca/P摩尔比nCa/Np=1.67,配制Ca(NO3)2·4H2O(80 ml, 0.1 M)溶液和Na3PO4 (48 ml, 0.1 M)溶液,室温下共滴定,不断搅拌混合液。用Na(OH)2调节PH,使PH保持在10。反应得到悬浊液用布氏漏斗过滤后,去离子水清洗,沉淀物80℃隔夜干燥。 2.合成纳米羟基磷灰石/PVA复合物 90℃下配制不同浓度的PVA/去离子水混合液,90℃保持30min。在搅拌的条件下加入1中制备的羟基磷灰石粉体,持续搅拌30min,制得的HAp/PVA凝胶体。用冷冻分相干燥法对该胶体脱水干燥(将胶体降温至-20℃后在升温至20℃,如此反复进行1~4个周期)。 3.合成羟基磷灰石/胶原复合物(HAp/Col) 先在室温下配制30ml、浓度为0.6 mg/ml胶原/水的混合液,持续搅拌2h。之后加入80 ml 0.1M 的Ca(NO3)2·4H2O溶液,再缓慢滴加Na3PO4 (48 ml, 0.1 M)溶液,用Na(OH)2调节PH至10,制得呈凝胶状的HAp/Col复合物。将该凝胶用布氏漏斗过滤,去离子水清洗,室温干燥。4.合成羟基磷灰石/胶原/PVA复合物(HAp/Col/PVA) 室温、搅拌的条件下配制15ml浓度为0.3mg/ml的一型胶原/水混合物,持续搅拌1h后把该混合液倒入等体积的PVA/水的混合液中。将得到的混合物室温搅拌30min,再加入40ml0.1M 的Ca(NO3)2(PH调为10),搅拌,70℃保持24h。之后加入24ml0.1M Na3PO4(PH调为10)。如此,在胶原/PVA上原位合成HAp。然后将反应混合物过滤、冲洗、干燥、检测。 结果与讨论 1.不论是单独合成还是在胶原或PVA或是胶原/PVA纤维上原位合成,所制得的羟基磷灰石都为纳米微粒,其宽为10~30nm,长为40~50nm。 2.羟基磷灰石通过氢键或[OH-]-Ca2+-[-OH]和PVA和胶原结合形成有机-无机杂化体,此外胶原上的羧基也是和羟基磷灰石上的钙离子结合的位点。由于氢键的形成,随着有机相的增加,在有机相原位合成的羟基磷灰石的粒径和结晶度减小。 3.在PVA有机相中引入羟基磷灰石无机相后,复合材料的线性粘弹性大大提高,经低温处理后塑性大幅度增加。 4.复合材料由于胶原的加入、并经脱水处理后强度得到提高,且形成孔径在50~500nm范围内的贯通孔多孔材料。 2.用多糖基羟基磷灰石制备可生物吸收的骨水泥[2] 材料的制备 1.合成纳米羟基磷灰石 用CaCl2和(NH4)2HPO4共沉淀法制备羟基磷灰石纳米晶体。将0.3M(NH4)2HPO4 水溶液缓慢逐滴滴加到0.5M的CaCl2水溶液中。搅拌速度调整为1000rpm,反应温度保持在60℃,用注射器滴加NH4OH的方法调节混合液的PH值,最小为10。反应所得沉淀在相同的搅拌速度下陈化24h,然后过滤,蒸馏水洗4~5次,微波照射15min。微波照射后将最终的沉淀物10,000rpm转速下离心分离10min,去离子水反复冲洗,之后60℃真空干燥。 2.制备复合骨水泥 将适量壳聚糖分散在含2%乙酸的蒸馏水中。37℃,1000rpm搅拌的条件下,将1中反应

纳米羟基磷灰石的结构设计

纳米羟基磷灰石的结构设计 摘要 羟基磷灰石与人体硬组织的化学成分和晶体结构极为相似,具有独特的生物活性和生物相容性,是目前生物材料研究的热点。当尺寸在1~100nm时,羟基磷灰石(HAP)纳米粒子有独特的生物学特性。此外羟基磷灰石粉体在吸附、催化、荧光、半导体、抗癌等领域也有广泛应用。 关键词:纳米材料羟基磷灰石结构设计抗癌 NANO HYDROXY APATITE STRUCTURE DESIGN ABSTRACT Hydroxyapatite is the main inorganic components of bone tissues,has good biocompatibility and biological activity,which is the research hotspot of biologicalmaterials.HAP particles have unique biological properties when their size maintained in nano scale.In addition,HAP also has wide application in adsorption,catalysis,fluorescence,semiconductor,cancer areas. KEYWORDS:nanometer materials hydroxyapatite physical design anticancer

1.1 纳米羟基磷灰石的特点 nHA是一种粒径较一般细胞粒径小,粒径为1~100 nm的超微粒子。当物质小到纳米级后,会具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点。这些特性导致其特有的热、磁、光敏感特性和表面稳定性,容易通过外场(电、磁、光)实现对其性能的控制,有利于实现靶向输送、控制释放、保护和稳定被输送物质。同时还具有不易被机体网状内皮细胞清除、有效避免脾滤过效应、通过增加渗透和滞留效应增强靶组织累积等优势。 人体骨中无机结构的基本单元式针状和柱状的磷灰石晶体,呈高度有序的排列,其结晶学C轴平行于胶原纤维方向定向生长,这种结构是一种理想的等强度优化结构,具有优良的生物力学性能。人工合成的羟基磷灰石是一种优良的硬组织替代材料,具有良好的生物亲和性,生物相容性,生物活性和骨传导作用。依据“纳米效应”理论,纳米级的羟基磷灰石其粒子活性更高,更有利于骨组织的整合,骨传导性能,溶解性能和力学性能提高。 1.2 纳米磷灰石的基本特性 1.2.1 HAP粒子的晶体结构 羟基磷灰石的理论组成为Ca10(P04)6(OH)2,为六方晶系,属于L6PC对称型和P63/m空间群,其结构为六角柱体,晶胞参数为a0=b0=0.943~0.938nm,C0=0.688~0.686nm,z=2, α=β=900,γ=1200。晶胞含有l0个Ca2+、6个PO43-,和2个OH-,结构中Ca2+离子分别位于配位数为9的Ca(Ⅰ)位置和配位数为7的Ca(Ⅱ)位置,结构比较复杂,其在(0001)面上的投影如图1.1。

羟基磷灰石的研究进展及其应用--盛亚雄

羟基磷灰石的研究进展及其应用 课程:材料科学前沿 姓名:盛亚雄 学号:1026010127 班级:10级材料科学1班 完成时间:2013年6月13日

目录 摘要 (2) 前言 (2) 1 羟基磷灰石的组成和晶体结构 (2) 2 羟基磷灰石的制备 (3) 3 羟基磷灰石复合材料 (4) 4 羟基磷灰石的应用 (5) 5羟基磷灰石的发展趋势 (7) 6结语 (8) 参考文献 (8)

羟基磷灰石的研究进展及其应用 摘要羟基磷灰石具有良好的生物活性,是较好的生物材料,故被广泛应用于 骨组织修复和替代技术。而又因具有特殊晶体化学特点,除作为医用生物材料外,还用作无机生物材料和激光器基质材料,尤其在环境治理、湿度传感器等研究领域具有重要意义。目前,羟基磷灰石的制备方法有溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、干式法和微乳液法等。对于制备要求较高,具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶-凝胶法是较为合适的方法。此外,本文还对羟基磷灰石复合材料进行了研究。以及对羟基磷灰石的应用了做出介绍和展望。 关键词羟基磷灰石制备复合材料环境材料生物陶瓷发展趋势 前言 磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物,根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟磷灰石和氯磷灰石等不同亚种矿物。其中,羟基磷灰石的研究和应用最广泛。由于羟基磷灰石(HA)不但与人体骨骼的晶体成分和化学结构基本一致,而且生物相容性和界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极其良好的骨传导性和骨结合的能力,无毒副作用,无致癌作用,因此被广泛用于作为硬组织修复和骨填充材料的生物支架及疾病、意外事故中的修复材料,是目前生物材料研究的热点。此外,大量研究表明,羟基磷灰石具有良好的离子交换性能,能吸附并回收利用地方饮用水中过量的氟离子和工业废水中的重金属离子,可以用作一种新型的环境功能矿物材料。多孔羟基磷灰石陶瓷耐热、耐湿范围广,灵敏度高,是一种新型的湿敏半导体陶瓷材料。本文的目的主要是介绍羟基磷灰石的制备,以及简单介绍一下羟基磷灰石复合材料,并且对其在生物材料和功能材料等方面的应用做出展望,这对今后羟基磷灰石的进一步的开发和研究具有重大意义。 1 羟基磷灰石的化学组 成和晶体结构 羟基磷灰石的化学式为 Ca10PO46OH2简写为HA或HAP, Ca/P的物质的量之比为1.67。其分 子结构为六方晶体,属于P63/m空 间群。晶胞常数为晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A。单位晶胞含有

羟基磷灰石的使用方法

羟基磷灰石的使用方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

羟基磷灰石填料 ——纯化蛋白、多肽、核酸 分离机理:羟基磷灰石具有独特的分离机理,是唯一直接用于蛋白质和核酸纯化的无机层析填料,高度耐碱,生物安全性最高。其中磷酸离子与带正电的蛋白质以离子键结合,具有离子交换特性,可由NaCl浓度梯度或磷酸钠浓度梯度洗脱,其中的Ca2+离子与带负电蛋白质的自由羧基以金属螯合方式结合,该结合方式对NaCl不敏感,可由磷酸钠浓度梯度洗脱。因此该填料既可以用磷酸钠单梯度洗脱,也可以采用NaCl梯度洗脱后以低浓度磷酸钠缓冲液平衡,再以磷酸钠浓度梯度洗脱的双梯度洗脱模型,以达到更高的分辨率。 羟基磷灰石类型选择:羟基磷灰石因陶瓷化工艺不同分为2种类型:I型和II 型,I型对蛋白质具有更大的保留,对普通蛋白质具有更大的动态载量,主要纯化大部分蛋白质(分子量一般在100kd一下);II型由于孔径较I型大,因而对抗体和部分重组疫苗等大分子量蛋白质的动态载量更高,而对HSA几乎无保留,因而更适合于抗体的纯化,同时II型对核酸具有更大的保留,能够分辩单、双链、超螺旋等各种高级结构的DNA,因而也适合纯化核酸。 ●高动态载量、高流速、高产率 ●更好的化学稳定性和机械强度,更长的寿命 ●刚性结构,保证了其在PH>的范围内使用,可用NaOH清洗 ●良好的批次重现性,容易放大化 ●可随意选用阳离子和金属螯合两个模式分离纯化蛋白或其他分子 ●能用于层析系统、重力流柱、AcroPrep多孔板等 应用 ●碱性蛋白的纯化(免疫球蛋白) ●抗体纯化 ●酸性蛋白(白蛋白) ●去除DNA和内毒素 ●纯化磷多肽 ●分离纯化复杂的蛋白混合物 ●纯化质粒 流动相:平衡液:5mM的磷酸钠缓冲液,PH= 洗脱液:的磷酸钠缓冲液,或2M的氯化钠缓冲液,PH= 使用步骤:建议使用干法填柱

Bioss和羟基磷灰石骨粉在种植外科牙槽窝位点保护中的应用研究_李守宏

doi :檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏 殏殏10.13819/j.issn.1006-9674.2014.03.003 引用本文格式:李守宏,李金超,夏伟,等.Bioss 和羟基磷灰石骨粉在种植外科牙槽窝位点保护中的应用研究[J ].湖北医药学院学报, 2014,33(3):208-211.Bioss 和羟基磷灰石骨粉在种植外科牙槽窝位点保护中的应用研究李守宏,李金超,夏伟,高子龙,刘茁,李伟(湖北医药学院附属东风口腔医院颌面外科,十堰湖北442001)[摘要]目的:利用牙槽窝保护技术,在拔牙后牙槽窝中即刻植入Bioss 骨粉或羟基磷灰石骨材料。后期完成种植手术,同期取牙槽窝骨标本,行影像学及组织学检测,对比不同材料保护牙槽窝的临床意义。方法:选择本院口腔颌面外科门诊患者50例,因创伤致牙脱位、断裂,牙槽窝骨折者25例,牙周病15例,残根伴根尖囊肿6例,咬合致牙折4例。患者在局麻下微创拔除病灶牙根,刮净牙槽窝,分别植入Bioss 骨粉或羟基磷灰石骨粉,表面用可吸收胶原膜覆盖,严密缝合创口。5 6月后局麻下用环钻钻取牙槽窝上方骨柱,行硬组织切片检测,对比新骨形成和人工骨代谢情况。结果:50例患者中,牙槽窝骨质均得到有效保护,牙槽嵴的宽度均满足临床种植需求。刚植入人工骨粉时,数字牙片显示牙槽窝的骨密度高,人工骨颗粒清晰,到3个月时,骨粉密度渐变淡,颗粒也渐渐变得模糊。由标本硬组织切片来看,无论是羟基磷灰石还是Bioss 人工骨粉,在牙槽窝中均有新骨形成,在人工骨粉颗粒间有骨质形成,越往根部,骨质形成越多,骨结构越成熟。Bioss 骨粉植入的牙槽窝标本,其新骨形成量多,人工骨代谢更快。结论:利用牙槽窝保护技术,将Bioss 或羟基磷灰石人工骨粉在拔牙后即刻植入牙槽窝中,均可以有效保护牙槽骨量,维持牙槽骨形态,顺利完成种植手术,软硬组织美学效果良好。Bioss 骨粉的成骨效果好于羟基磷灰石人工骨粉。[关键词]牙槽窝;保护;种植[作者简介]李守宏(1971-),男,宁夏中卫市人, 主任医师,副教授,博士,研究方向:口腔种植、颌面肿瘤和口腔颌面外科临床及教学工作。E-mail :lishouhong689@126.com Study of Bioss and Hydroxyapatite Materials on Protecting Teeth Socket in Implant Surgery LI Shou-hong ,LI Jin-chao ,XIA Wei ,Gao Zi-long ,LIU Zhuo ,LI Wei (Department of Oral and Maxillofacial Surgery ,Dongfeng Stomatologi- cal Hospital ,Hubei University of Medicine ,Shiyan ,Hubei 442001,China )Abstract :Objective Bioss and hydroxyapatite materials was filled into teeth socket after extraction immediately ,then the bone sample was extraed from teeth socket while the denture implantation.The sample was determined with iconography and histology.The protective effect of different materials on teeth socket was compared.Methods Fifty out-patients were enrolled in this study ,including 25cases of teeth dislocation ,teeth abruption and socket fracture ,15cases of paradentosis ,6cases of residual root complicated periapical cyst ,4cases of odontagma.The focus tooth root was extracted under focal anesthesia and the socket was scraped clearly ,then Bioss or hydroxyapatite materials was filled into the socket ,and the surface of socket was covered with adsorbable collagen coating ,finally ,the incision was exactly sewed up.The bone sample of extraction sock-et were drilled with hole saw after 5to 6months ,then the biopsy of bone sclerous tissue was used to evaluate the new bone formation and artificial bone metabolism.Results The teeth socket sclerotin were protected from absorption in all 50pa-tients ,the width of alveolar ridge was suitable for implantation.The digital film showed that the high density of bone in sock-et and the clear granules of artifical bone were found ,and the density and granules of the bone was decreased until 3months later.In teeth socket filled with Bioss or hydroxyapatite materials ,the new bone formed among the granules of artifical bone dust ,the sclerotin density and architecture was more and more dense and mature along the teeth root.Furthermore ,the new bone formation was more and artificial bone metabolism was faster in teeth socket filled with Bioss compared with hydroxyap-atite.Conclusion Bioss and hydroxyapatite materials could protect socket from absorption in imlant surgery ,moreover ,the effect of Bioss on bone formation was better than that of hydroxyapatite.·802·湖北医药学院学报(J HBUM )网址:http ://yyyx.cbpt.cnki.net 2014年4月,33(3)

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