纳米羟基磷灰石及其复合生物材料的特征及应用_李瑞琦

《磷酸化聚醚醚酮-纳米羟基磷灰石复合材料的制备及性能研究》磷酸化聚醚醚酮-纳米羟基磷灰石复合材料的制备及性能研究一、引言随着现代科技的不断进步，生物医学领域对于生物相容性材料的需求日益增加。

在众多生物材料中，磷酸化聚醚醚酮（PEEK）和纳米羟基磷灰石（n-HA）因其优异的物理和化学性能，被广泛应用于骨科、牙科和整形外科等医疗领域。

本文旨在研究磷酸化聚醚醚酮/纳米羟基磷灰石（PEEK/n-HA）复合材料的制备工艺及其性能，以期为相关领域提供新的材料选择和应用思路。

二、材料与方法1. 材料准备本实验所需材料包括聚醚醚酮（PEEK）树脂、纳米羟基磷灰石（n-HA）粉末、催化剂及其他添加剂。

所有材料均需符合生物医用材料标准。

2. 制备工艺（1）将PEEK树脂进行磷酸化处理，以提高其生物相容性和亲水性。

（2）将处理后的PEEK与纳米羟基磷灰石按一定比例混合，并加入适量的催化剂及其他添加剂。

（3）采用熔融共混法制备PEEK/n-HA复合材料。

（4）将制备好的复合材料进行热压成型，得到所需形状的试样。

3. 性能测试（1）通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观结构。

（2）测试复合材料的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度和弯曲强度。

（3）评估复合材料的生物相容性，包括细胞毒性、细胞增殖及成骨细胞附着等。

（4）测试复合材料的耐磨性、耐腐蚀性及其他相关性能。

三、结果与讨论1. 微观结构分析通过扫描电子显微镜观察，PEEK/n-HA复合材料中纳米羟基磷灰石分散均匀，与磷酸化聚醚醚酮基体结合紧密，无明显缺陷。

这有利于提高复合材料的力学性能和生物相容性。

2. 力学性能分析实验结果显示，PEEK/n-HA复合材料具有较高的拉伸强度、压缩强度和弯曲强度，且随着纳米羟基磷灰石含量的增加，复合材料的力学性能呈现出先增后减的趋势。

这表明适当比例的PEEK和n-HA能够充分发挥各自的优点，提高复合材料的整体性能。

3. 生物相容性分析实验结果表明，PEEK/n-HA复合材料具有良好的生物相容性。

纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究重金属污染对农用土壤的修复是当今环境领域的研究热点之一、纳米羟基磷灰石是一种新型的纳米材料，具有很高的吸附性、催化性和稳定性，被广泛应用于环境修复领域。

本文将对纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复研究进行探讨。

首先，我们需要了解重金属污染对农用土壤的危害。

重金属污染是指一些金属元素在土壤中的含量超出环境质量标准，对农作物的生长和土壤的可持续利用造成一定的危害。

常见的重金属包括铅、镉、汞、砷等，它们在土壤中的积累将会导致土壤质量下降、农作物生长受限、食品安全隐患等问题。

纳米羟基磷灰石作为一种吸附材料，具有很高的吸附能力。

研究表明，纳米羟基磷灰石可以有效地吸附土壤中的重金属离子，减少其在土壤中的活性和迁移性，从而减少其对农作物的毒害作用。

此外，纳米羟基磷灰石还能与重金属形成稳定的络合物，进一步减少其对土壤和农作物的危害。

在实际应用中，纳米羟基磷灰石可以通过喷施或添加到土壤中进行修复。

研究发现，纳米羟基磷灰石在土壤中对重金属的吸附效果受到土壤pH、温度、土壤颗粒大小等因素的影响。

因此，在实际应用过程中，需要对土壤的基础性质进行充分了解，并优化纳米羟基磷灰石的添加量和施用方式，以提高修复效果。

除了吸附重金属离子，纳米羟基磷灰石还可以通过催化还原和氧化反应来修复重金属污染土壤。

通过调整纳米羟基磷灰石的表面性质和添加适当的促进反应的物质，可以将重金属离子转化为无毒的化合物或氧化物，实现土壤的彻底修复。

纳米羟基磷灰石作为一种新型的环境修复材料，具有较高的成本和使用难度。

在实际应用中，需要考虑生产成本、环境安全性和长期效果等因素。

此外，还需要加强纳米羟基磷灰石的毒性和生态风险评估研究，以确保其在实际应用中的安全性和可持续性。

总结起来，纳米羟基磷灰石对重金属污染农用土壤的修复具有很高的潜力。

未来的研究应该进一步探索纳米羟基磷灰石的精细控制合成方法和修复机制，以提高其修复效果和可持续性。

《纳米羟基磷灰石陶瓷对成骨细胞增殖及矿化的研究》一、引言近年来，纳米材料因其独特的物理化学性质和生物学性能在医疗和生物科学领域获得了广泛的关注。

纳米羟基磷灰石陶瓷（nHAP）作为其中的一种生物材料，在骨科医疗中具有重要的应用前景。

nHAP不仅具备与自然骨组织相似的高生物相容性和优良的力学性能，还可显著促进成骨细胞的增殖及矿化过程。

本研究着重于分析纳米羟基磷灰石陶瓷对成骨细胞增殖及矿化的影响，旨在为骨缺损修复和骨组织工程提供新的材料和技术手段。

二、材料与方法1. 材料准备本实验采用不同粒径的纳米羟基磷灰石陶瓷（nHAP）作为实验材料，并选用成骨细胞作为研究对象。

2. 细胞培养将成骨细胞接种于不同浓度的nHAP表面，并置于适宜的条件下进行培养。

3. 实验设计通过对比实验，分别观察不同粒径的nHAP对成骨细胞增殖及矿化的影响。

同时，通过细胞活性检测、细胞增殖实验、细胞矿化实验等手段，对实验结果进行定量分析。

三、结果与分析1. 细胞增殖实验结果实验结果显示，nHAP陶瓷对成骨细胞的增殖具有显著的促进作用。

随着nHAP粒径的减小，成骨细胞的增殖速度明显加快。

这可能是由于纳米级材料具有较高的比表面积和生物活性，有利于细胞的粘附和生长。

2. 细胞矿化实验结果通过细胞矿化实验发现，nHAP陶瓷能够显著促进成骨细胞的矿化过程。

与对照组相比，实验组中成骨细胞的矿化程度更高，骨基质形成更为明显。

此外，不同粒径的nHAP对成骨细胞矿化的影响也存在差异，其中较小粒径的nHAP具有更好的促进效果。

3. 分析与讨论nHAP陶瓷对成骨细胞的增殖及矿化具有显著的促进作用，这可能与nHAP的生物相容性、化学成分以及物理结构等因素有关。

首先，nHAP的化学成分与自然骨组织相似，能够与细胞产生良好的生物相容性。

其次，nHAP的纳米级结构具有较高的比表面积和生物活性，有利于细胞的粘附、生长和分化。

此外，nHAP还能够提供成骨细胞所需的钙、磷等矿物质元素，从而促进细胞的矿化过程。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810157999.9(22)申请日 2018.02.25(71)申请人 四川大学地址 610065 四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人 朱向东　李向锋　武宏锋　张坤　杨晓　周勇　屠重棋　张兴栋　(51)Int.Cl.A61K 33/42(2006.01)A61P 35/00(2006.01)C01B 25/32(2006.01)B82Y 5/00(2011.01)(54)发明名称具有抗肿瘤作用的纳米羟基磷灰石粒子及制备方法和用途(57)摘要本发明属于生物医用材料领域，具体涉及具有抗肿瘤作用的纳米羟基磷灰石粒子及制备方法和用途，该纳米羟基磷灰石粒子呈长棒状，其平均直径为10～50nm，平均长度为20～100nm，平均长径比为2～10，平均结晶度为30～80％，且粒度分布均匀。

本发明提供了一种结晶度可控的纳米羟基磷灰石粒子，其对肿瘤细胞具有较强的增殖抑制作用，其中200～300μg/ml、结晶度55～70％的纳米羟基磷灰石与黑色素瘤细胞共培养，细胞增殖抑制率可达到55％以上，与现有技术相比取得了显著的进步。

权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 108371668 A 2018.08.07C N 108371668A1.具有抗肿瘤作用的纳米羟基磷灰石粒子，其特征在于，该纳米羟基磷灰石粒子呈长棒状，其平均直径为10～50nm，平均长度为20～100nm，平均长径比为2～10，平均结晶度为30～80％，且粒度分布均匀。

2.如权利要求1所述的纳米羟基磷灰石粒子，其特征在于，该纳米羟基磷灰石粒子平均直径为10～30nm，平均长度为30～80nm，平均长径比为3～8，平均结晶度为55-70％。

3.如权利要求2所述的纳米羟基磷灰石粒子，其特征在于，该纳米羟基磷灰石粒子平均直径为20nm，平均长度为60nm，平均长径比为3，平均结晶度为60.3％。

一维功能化羟基磷灰石纳米材料的制备及其在生物医学领域应用的基础研究纳米羟基磷灰石（HAp）由于其化学成分及结构均与人体骨骼中的无机成分高度相似,在生物材料的研究领域中得到了广泛的关注与研究。

纳米HAp具有优异的生物相容性、生物活性及骨传导性,因此,被临床应用于硬组织替代与修复方面。

目前,人工合成的具有各种形貌与表面性质的纳米HAp材料,也被研究用在药物传递系统中。

这主要因为其较大的比表面积,能够吸附更多的药物。

将其作为载体负载药物分子用于治疗,可以增加局部药物浓度,延长作用时间并且降低药物对组织器官的损害。

其次,纳米HAp在体内具有可降解性,而降解后的钙离子、磷酸根离子是体内天然存在的,这也是纳米HAp作为药物载体的优势之一。

基于纳米HAp材料在生物医学领域中的潜在应用价值,本论文采用了不同方法制备了不同形貌的光功能化的一维HAp纳米材料,在药物载体及体外成像等方面进行了一系列探索性的基础研究。

采用静电纺丝方法合成了具有多孔结构的Na（Y/Gd）F4:Yb³⁺,Er³⁺（UCNPs）光/磁功能化的HAp 纳米复合纤维（UCNPs@HAp）。

上转换纳米颗粒Na（Y/Gd）F4:Yb³⁺,Er³⁺修饰HAp 后,HAp复合纤维在980 nm激光激发下具有明亮的上转换绿光发射,同时Gd³⁺的引入使得HAp复合纤维具有顺磁性,因此UCNPs@HAp纳米复合纤维可作为生物探针用于细胞成像,我们对材料进行了体外上转换荧光（UCL）成像和T1加权核磁共振（MRI）成像以及相关的细胞吞噬和毒性实验。

纳米复合纤维具有的多孔结构可作为药物载体担载药物,以吲哚美辛作为模型药物,考察了其药物吸附/释放性质及体外抗炎效果。

羟基磷灰石在骨组织工程中的应用研究引言随着人们对健康的关注日益提高，骨组织工程逐渐成为医学领域的热点研究方向。

骨组织工程是一种通过生物材料的应用促进骨组织再生和修复的技术。

在众多的生物材料中，羟基磷灰石因其良好的生物相容性、生物活性和生物可降解性而备受关注。

本文将从羟基磷灰石的特性、制备方法以及在骨组织工程中的应用等方面进行阐述。

一、羟基磷灰石的特性羟基磷灰石是一种生物陶瓷材料，其化学成分类似于骨细胞中的无机物质。

为钙磷酸盐类化合物，其晶体结构为透明正交晶系。

羟基磷灰石具有一定的生物相容性，可以被人体吸收和代谢，因此在医学领域具有较高的应用价值。

二、羟基磷灰石的制备方法羟基磷灰石的制备方法主要有以下几种：1. 燃烧法：将磷酸钙和氢氧化钙混合后在高温下燃烧获得羟基磷灰石。

2. 水热法：将磷酸钙和氢氧化钙混合后在高温高压下反应生成羟基磷灰石。

3. 溶胶凝胶法：将钙源和磷源在水溶液中反应生成溶胶，然后通过凝胶化处理生成羟基磷灰石。

以上三种方法均可以制备高纯度且具有一定生物活性的羟基磷灰石。

三、羟基磷灰石在骨组织工程中的应用由于其良好的生物相容性和生物活性，羟基磷灰石在骨组织工程中得到了广泛应用。

其主要应用包括以下几个方面：1. 骨修复：在骨折、骨缺损等骨损伤修复过程中，羟基磷灰石可以作为填充材料用于填补骨缺损处，促进骨组织再生和修复。

2. 人工骨：由于其化学成分类似于骨细胞中的无机物质，羟基磷灰石可以用于制备人工骨。

人工骨可以在手术中替代或修复受损骨骼，避免采集患者的自体骨组织。

3. 药物缓释：羟基磷灰石可以作为药物载体，将药物通过吸附、包埋等方式嵌入羟基磷灰石中，用于药物缓释。

4. 医学修复材料：羟基磷灰石可以制备出多孔性结构，与骨组织的微结构相似，可以作为医学修复材料用于促进骨组织再生和修复。

结论羟基磷灰石作为一种生物陶瓷材料，在骨组织工程中应用广泛。

其生物相容性、生物活性和生物可降解性等特性，使得它成为理想的骨修复和人工骨材料。

羟基磷灰石在生物医用材料中的应用状况作者：吴浩来源：《现代经济信息》2016年第13期摘要：羟基磷灰石作为重要生物医用材料的骨组织修复材料成为了国内行业主体的研发热点。

借助专利数据对骨组织修复材料的发展状况进行剖析，有助于对处于该行业发展中的研发、生产主体制定和调整发展策略。

关键词：羟基磷灰石；生物医用材料；专利申请中图分类号：R318 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-01引言作为人和动物骨骼及牙齿的主要无机成分，羟基磷灰石具有良好的生物相容性和无生物毒性，是与骨组织生物相容性最好的生物活性材料，植入骨组织后能在界面上形成很强的化学键合，是目前最为理想的生物硬组织修复和替换的基底材料。

目前人工合成的纳米羟基磷灰石直径在1-100nm之间，钙磷比值约为 1.67，因而与人骨的结构和成分很相似，是一种理想的组织植入材料。

随着市场对于羟基磷灰石的需求量增大，性能的需求也越来越高。

借助专利数据分析，对我国该领域生产和研发主体的情况进行进一步的了解。

一、国内外专利状况分析针对涉及到羟基磷灰石在生物医药领域的在华专利数据进行分析，得到行业总体情况，这里分析数据总量为2015年以前在华专利2582件，其中国内申请1988件，国外申请594件。

从图1中可以看出，随着羟基磷灰石在生物医药领域的应用越来越广，其专利申请的总趋势是逐步增大的。

尤其是在2001年以后，随着医疗市场的普及和推广以及产品市场的进一步开放，我国羟基磷灰石生物医用材料领域专利申请总量开始迅速增长。

国内和国外的科研院校和企业均开始大量申请专利。

值得一提的是，虽然面临同样膨胀的市场和需求，国内市场主体采取的策略不尽相同。

国内专利申请者纷纷投入大量的资金和精力，申请数量从最初的每年几十件激增至最高每年280件。

这也带动了国内申请整体形势的走高。

反观，国外申请人年最高申请量不超过60件，且从2001年以后波动幅度较小。