纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展_李志宏
- 格式:pdf
- 大小:149.78 KB
- 文档页数:3
万方数据・70・材料导报:综述篇2010年8月(上)第24卷第8期未分化间充质细胞和骨母细胞分化为成骨细胞和软骨细胞,从而诱导骨和软骨的形成K]。
但由于BMP在体内扩散快,易被蛋白酶分解,无支架和填充作用,目前多使用载体与其结合,形成BMP缓释系统。
目前,具有骨传导作用的多孔型羟基磷灰石材料与具有诱导异位成骨作用的BMP复合制成的HA—BMP已进行动物实验。
Magin等¨。
研究rhBMP7(成骨蛋白1)复合羟基磷灰石后发现,羟基磷灰石复合rhBMP7可诱导更多的骨形成。
KubokiL73证实多孔状羟基磷灰石中0.35mm孔径可直接诱导骨形成。
但羟基磷灰石不易完全降解,影响进一步吸收。
Tao等№o对一种新型HA—BMP复合人工听小骨的临床应用效果进行评价,结果显示,新型HmBMP复合人工听小骨具有良好的生物相容性和优异的传音性能,术后成功率为92.3%,随访均未见听骨脱出。
充分表明HA—BMP复合材料明显优于自体组织,临床应用效果稳定,具有广阔的应用前景。
图1羟基磷灰石的晶体结构及(0001)面的投影[21Fig.1Crystalstructureofapatiteandprojectionontothe(0001)plane[2]蚕丝蛋白(丝素)及其纤维由于具有优异的力学特性、生物相容性、生物可降解性以及本质是蛋白质的结构特点,在生物医学领域表现出极大的应用潜力,是近年来医学组织工程感兴趣的一类特殊的生物材料。
卢神州等[9]以羟基磷灰石/丝素蛋白复合凝胶为基体,以蚕丝短纤维和NaCI颗粒作为增强材料和致孔剂,制备羟基磷灰石/丝素蛋白多孔复合材料,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。
2.1.2多元体系的复合骨修复是一个极其复杂有序的过程。
近年的研究表明,生长因子在骨愈合过程中起重要作用。
骨形态发生蛋白(BMP)是骨生长的启动因子,对骨愈合有明显促进作用。
纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的结构与性
质研究
王宏丽;陈风雷;李智;辛莹
【期刊名称】《成都大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2012(031)003
【摘要】采用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石,聚乙烯醇,海藻酸钠三元复合水凝胶材料,测定了复合材料的含水率,采用燃烧实验、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱及x射线衍射对复合材料的结构进行了表征和分析,并研究了复合材料的吸水性.结果表明,制备的复合水凝胶材料组成均匀,各组分间存在相互作用,并且具有好的吸水和保水性能,该复合水凝胶材料可作为一种人工软骨生物材料.【总页数】4页(P211-214)
【作者】王宏丽;陈风雷;李智;辛莹
【作者单位】成都医学院药学院,四川成都610083;成都医学院药学院,四川成都610083;成都医学院药学院,四川成都610083;成都医学院药学院,四川成都610083
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325;R318.08
【相关文献】
1.化学-物理法制备多孔纳米羟基磷灰石/Ⅰ型胶原/聚乙烯醇复合水凝胶及其性能[J], 周莉;王泽巩;罗仲宽;梁翔禹
2.纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶的结构与性能研究 [J], 王明波;李玉宝;牟元华;许凤兰;周钢;李鸿
3.改良纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇多孔复合水凝胶人工角膜材料的生物相容性 [J], 杜倩;杜琛;金贵玉;田华
4.改良纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇多孔复合水凝胶人工角膜材料的生物相容性 [J], 杜倩;杜琛;金贵玉;田华
5.聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合水凝胶的制备及其性能研究 [J], 伏钰;陈丽;周莉;王泽巩;胡惠媛;罗仲宽
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
羟基磷灰石空心纳米球的制备及表征
彭志明;陈晓明;李湘南
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2010(38)5
【摘要】采用WOW复乳法制备羟基磷灰石,内水相为(NH4)2HPO水溶液,中间油相为易挥发的环己烷,外水相为Ca(NO3)2·4H2O水溶液.分析了反应中传质机理为Ca2+扩散到内水相,在碱性下与内水相的HPO2-4反应生成羟基磷灰石.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM分析了产物的成分和形貌,证实产物为300nm左右的羟基磷灰石空心球.讨论了反应温度对纳米球形貌的影响,当温度为10℃时发生界面反应,得到空心的纳米球.
【总页数】2页(P142-143)
【作者】彭志明;陈晓明;李湘南
【作者单位】武汉理工大学生物材料与工程研究中心,湖北,武汉,430070;武汉理工大学生物材料与工程研究中心,湖北,武汉,430070;武汉理工大学生物材料与工程研究中心,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【相关文献】
1.ZnO空心纳米球的水热合成及其光催化性能表征 [J], 吴晓;郭希;孙媛;程凤伶
2.聚合物空心纳米球的制备和表征的研究进展 [J], 李杰;汪树军;刘红研;刘宁
3.以碳酸钙为模板制备空心羟基磷灰石微球及其表征 [J], 陈继伟;沈娟;胡文远;齐永成
4.空心羟基磷灰石亚微球/壳聚糖可注射水凝胶的制备及表征 [J], 李湘南;陈晓明;彭志明;李世普
5.高分子微纳米球为模板制备磁性空心微纳米球的方法 [J],
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米羟基磷灰石与多种材料复合的研究现状壳聚糖是一种可降解、生物相容性好,具有生物功能的多聚体,以下是搜集的纳米羟基磷灰石与多种材料复合探究的,供大家阅读查看。
近年来,材料科学、 ___工程学和纳米技术的快速发展使各种复合材料人工骨相继研制成功,针对于先天性疾病、畸形、骨坏死、肿瘤、骨质疏松、外伤、感染等多种原因导致的骨缺损,一直是骨科邻域研究十分活跃的话题。
自体骨移植不仅具有骨缺损区愈合快速的优点,而且很少产生免疫应答反应,同时还具有骨传导和骨诱导的双重作用。
修复骨缺损的金标准一直是使用自体骨,但供骨少。
应用异体骨修复骨缺损,不仅改变供骨区生物力学强度,造成功能的部分缺失,还可引起不同程度并发症,增加了病人的创伤和痛苦。
应用骨基质海绵、异种骨和陶瓷等作为骨移植材料取得了一定的进展,由于这些材料缺乏生物相容性,诱导成骨能力受到限制;同种异体骨具有生物活性,但由于缺乏骨诱导活性,容易引起骨免疫原性而使临床应用较少。
一直以来修复重建外科及骨移植的一大难题是如何将复合材料的生物力学强度、骨诱导及骨传导的充分显现。
为克服外源性骨移植修复骨缺损存在的种种弊端,通过合成途径取得理想的复合人工骨修复材料成为研究热点。
羟基磷灰石人工骨具有良好的生物相容性,植人体内可传导骨 ___生长,而且安全、 ___。
相比其他生物材料,并不是 ___度的材料,只能用于无负荷的部位[1].在临床应用修复骨缺损之中,为了提高纳米羟基磷灰石的抗冲击性和力学强度等优点,经常采用纳米羟基磷灰石与某些高分子材料复合,常见的有聚酰胺、聚乳酸、壳聚糖等。
邢志军等[2]采用纳米羟基磷灰石与聚酰胺的复合人工骨进行植骨融合治疗脊髓型颈椎病安全可行并取得了满意的'结果,表明该材料具有优良生物相容性和骨传导成骨活性以及良好的力学特性。
胡炜等[3]通过纳米羟基磷灰石与聚酰胺复合活性材料构建的自体髂骨重建椎体和人工椎体相比较证实,纳米羟基磷灰石与聚酰胺复合材料与人体骨可以发生牢固的生物键合能力,且具有良好的骨传导性能和成骨活性。
反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石及其表征朱敏鹰;李红;李立华;周长忍【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2006(020)003【摘要】采用水溶液(W)/环己烷(O)/Triton X-100(S)/正戊醇(A)反相微乳液体系制备出粒径为20~60nm的球状羟基磷灰石(Hap)颗粒,并用TEM、XRD、IR和动态激光散射等手段对合成的样品进行形貌和结构表征.研究结果表明,合成的Hap具有弱结晶性,与人骨结构较相似.改变水油比可实现对纳米Hap颗粒尺寸的控制.微乳液经超声处理后,可制得尺寸为80nm×(5~15)nm的Hap纳米针状晶体.增加Hap微乳液的搅拌时间对纳米Hap的颗粒度、粒度分布影响不大.【总页数】4页(P135-137,140)【作者】朱敏鹰;李红;李立华;周长忍【作者单位】暨南大学材料科学与工程系,广州,510632;暨南大学材料科学与工程系,广州,510632;暨南大学材料科学与工程系,广州,510632;暨南大学材料科学与工程系,广州,510632【正文语种】中文【中图分类】TB3【相关文献】1.反相微乳液法制备核壳型磁性SiO2微球及其表征 [J], 冯国栋2.磁性γ-Fe2O3/P(MMA-AM)纳米复合材料的反相微乳液法制备及表征 [J], 杜金花;王震平;李国祥;刘媛媛3.反相微乳液法制备CdS/ZnS纳米晶及其表征 [J], 聂波;张建成;沈悦;李思鑫;张金刚4.反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石的研究进展 [J], 王彩;王少洪;侯朝霞;陆浩然;王浩;胡小丹;薛召露;牛厂磊5.反相微乳液法纳米级羟基磷灰石粉体的合成与表征 [J], 郭广生;孙玉绣;王志华;郭洪猷因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2018年06月 生物骨科材料与临床研究第 15 卷第 3 期 O rthopaedic B iomechanics M aterials A nd C linical S tudy.61. doi: 10.3969/j.issn. 1672-5972.2018.03.016文章编号:swgk2017-06-00135综述与讲座纳米经基磷灰石复合人工骨材料的研究进展*乔军杰1安帅l s|e程宏飞2孙义高2[摘要]近年来,随着材料科学的发展,人工骨材料的构建与合成有了突破性的进展。
纳米羟基磷灰石是自然骨的天然组分,具备良好的骨传导性、诱导性及生物相容性,因而被广泛应用于人工骨材料的构建中;但单纯的轻基磷灰石作为人工骨材料时由于其强度低、軔性差、体内降解速率缓慢等特性受到一定程度的制约。
因此,对纳米羟基磷灰石与其他材料进行多相复合以尽可能的模拟正常骨组织结构或赋予其一定的特殊性能是当前人工骨领域的研究热点。
本文从纳米羟基磷灰石支架材料、具备特殊性能的复合人工骨材料的研究现状等方面做一综述。
[关键词]纳米羟基磷灰石;复合材料;人工骨[中图分类号]R318.08 [文献标识码]AThe research progress of Nano-hydroxyapatite composite artificial bone materialQiao Jim jie\ A n Shuai\ Cheng H ongfei2, etal. 1 Xuanwu H ospital o f C apital M edical University, Beijing^ 100053;2 China U niversity o f M ining and Technology, Beijing, 100083, China[Abstract] In recent years, significant progress has been achieved in the construction of artificial bone with the development of m aterial science. Nano-hydroxyapatite have been widely used to construct the artificial bone for its favourableosteo-conductivity, osteo-inductivity and biocompatibility; while the poor toughness and low strength and degradationrate restrict its practical application. It is a hotspot to stimulate the normal bone structure or give special properties to theNano-hydroxyapatite-based artificial bone by multiphase complex. Research progress on Nano-hydroxyapatite scaffoldmaterials and composite artificial bone material with special properties have been summarized in this article.[Key words] Nano-hydroxyapatite; Composite material; Artificial bone骨移植材料能对临床常见的骨坏死、肿瘤、骨质疏松、外伤、感染等多种原因导致的骨缺损进行填充、提供支持进而加速骨缺损愈合。
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-hydroxyapatiteanditscompositeLIZhi-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综述30医疗卫生装备·2007年第28卷第4期ChineseMedicalEquipmentJournal·2007Vol.28No.4原料,水和无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法合成纳米羟基磷灰石;并对影响溶胶-凝胶形成的工艺条件、溶剂的选择及加入量、溶液的pH值以及干凝胶的低温燃烧特性进行研究。
朱明刚[11]对用溶胶-凝胶法烧结制备HAP骨水泥材料的工艺条件进行了研究,并探索了HAP粉剂与柠檬酸水溶液构成水和凝结体系的可行性,结果显示出该材料作为医用骨水泥材料的可能性。
1.4微乳液法微乳液法是利用2种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成一种均匀的乳液,从乳液中析出固相。
LIMGK[12]最先采用该法对制备HA进行了研究。
其方法是,将CaCl2与(NH4)2HPO4分别制成微乳液,油相为环乙醇,添加表面活性剂,将2种微乳液混合后放置一定的时间,将沉淀物用乙醇洗涤,制备出粒径为20 ̄40nm的HA粉体。
任卫等[13]利用二乙基琥珀酰磺酸钠(ATO)为表面活性剂,异辛烷为油相,Ca(H2PO4)2·H2O或Ca(OH)2为反应试剂制备球状纳米羟基磷灰石颗粒。
2纳米羟基磷灰石复合生物材料纳米羟基磷灰石复合生物材料主要是指在纳米HA中加入第二相或多相材料,从而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(其超微结构如图1所示)。
其中,羟基磷灰石以纳米级纤维(颗粒或粉体)填充有机基质,而有机基质则提供骨修复材料所需的一定的形状。
该复合材料充分发挥了HA的生物相容性和有机聚合物优越的加工性能以及可生物降解性等,并具有天然骨的类似结构,通过合理开发有可能使之成为理想的骨组织替代材料。
因而,近年来得到了充分的发展,主要包括羟基磷灰石/天然高分子复合生物材料和羟基磷灰石/人工高分子复合生物材料2类。
2.1羟基磷灰石/天然高分子复合生物材料2.1.1羟基磷灰石/胶原复合材料骨的结构可以分成2个不同层次的复合:HA增强胶原蛋白纤维构成3 ̄7μm的同轴层环状结构和在μm ̄mm尺度上骨小管增强间隙骨。
因此,人体骨可以看成是一种天然无机物-高聚物复合材料。
制备仿天然骨的成分、结构和特性的胶原/纳米羟基磷灰石复合支架材料是目前生物材料研究的热点之一。
Chang等[14]用仿生共沉淀法制备出直径为5~15μm柱状孔道、纳米HA晶体沿胶原纤维排列、具有三维网状多孔结构的胶原/纳米羟基磷灰石复合材料;John等[15]用交替沉淀法、Roveri等[16]模拟体内骨胶原的矿化过程、林晓艳等[17]采用仿生原位沉积矿化法,制备出仿生胶原/纳米羟基磷灰石复合骨支架材料。
与简单共混相比,这些方法制备胶原/纳米羟基磷灰石复合材料具有生物可降解性高、表面能较大、生物相容性和生物活性更好等特点,但仍不能与骨生长速度很好地匹配。
2.1.2羟基磷灰石/壳聚糖复合材料Yarnagvchi等[18]利用共沉淀法制备了壳聚糖/羟基磷灰石均相纳米复合材料。
研究发现,复合材料中的羟基磷灰石结晶呈长230nm、宽50nm的椭圆状聚集态,与壳聚糖分子长度相对应,且该结晶生长排布(c轴)与壳聚糖分子链相平行。
表明壳聚糖分子的氨基可能与钙离子结合成核,促进羟基磷灰石在此处的结晶生长,压实的复合材料具有机械韧性。
HuQ等[19]制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合棒用于骨折内固定的研究。
张利等[20]采用共沉淀法制备了n-HA/CS复合材料。
实验结果表明,复合材料中n-HA和CS两相间有良好的相容性并存在较强的相互作用,其抗压强度达120MPa左右。
体外模拟体液(SBF)浸泡试验结果表明,复合材料中有机相CS在浸泡过程中逐渐发生降解,与此同时,在复合材料表面有类骨磷灰石层沉积,表明该复合材料具有较高的生物活性和可降解性。
2.1.3羟基磷灰石/骨形态发生蛋白复合材料骨形态发生蛋白(BMP)是一种存在于骨基质中的小分子量酸性多肽类物质,具有高效骨诱导作用,可以诱导血管周围未分化的间充质细胞及骨髓细胞分化成软骨细胞和骨细胞,具有非种属特异性诱导骨形成的生物学特性。
Asahina等[21]利用羟基磷灰石作为载体,得到HA/BMP复合物,经动物实验表明,其骨诱导活性比颗粒状、块状羟基磷灰石和HA/胶原复合材料都要高。
OnoI等[22]将多孔羟基磷灰石用含前列腺素E1的rh-BMP溶液浸泡后植入小鼠体内,同时与单纯含rh-BMP的溶液对比,发现将多孔羟基磷灰石用含前列腺素E1的溶液处理能促进rh-BMP的骨诱导活性。
2.2羟基磷灰石/人工高分子复合生物材料2.2.1HA/PLA的复合材料聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性和生物降解性的聚合物,其强度和刚性随分子量的升高而增强,体内降解吸收所需时间也随之延长。