贾治彬
,
智伟
,
李金雨
,
卢晓英
,
刘剑阳
,
盛露瑶
,
许韬韬
,
段可
,
屈树新
,
翁杰
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.18.028
研究利用造孔剂法制备高度贯通的多孔羟基磷灰石(H A)支架,孔隙率约为78%,并利用聚己内酯(PCL)分别复合纳米 HA(nHA)或微纳米生物玻璃(nBG)粉末对其进行涂覆改性,粉末的添加量均为10%~40%(质量分数)。4种类型支架分别记为 HA、PCL/HA、nHA-PCL/HA 和 nBG-PCL/HA。实验结果发现,nHA-PCL/HA 和 nBG-PCL/HA 复合支架最大抗压强度分别为1.41~1.98 MPa 和1.35~1.78 MPa。4类支架矿化实验显示,浸泡21 d 后nBG-PCL/HA表面促进生成较多的磷灰石矿化物；细胞实验结果显示细胞在4类支架上均生长良好,说明支架具有良好的生物相容性。支架在实验犬背部肌肉组织内植入2个月的组织学检测显示,4种支架内均有新骨形成,尤其是 nHA-PCL/HA和 nBG-PCL/HA孔内有更多的新生骨组织,说明这两种支架表面复合涂层中的生物活性纳米颗粒对诱导新骨生成具有积极的促进作用。
关键词:
羟基磷灰石
,
多孔支架
,
聚己内酯涂层
,
抗压强度
,
骨诱导
罗会涛
,
赵婧
,
范兴平
,
崔文国
,
段可
,
冯波
,
李孝红
,
翁杰
中国材料进展
多孔支架是组织工程应用中的关键环节，类似细胞外基质的作用，支撑细胞的粘附和随后细胞向组织的衍化。虽然目前已采用多种制备技术研发出大量的多孔支架，但是多孔生物材料支架的制备和性能优化，仍然是组织工程支架领域的研究热点。结合实验室工作，综述了多种制备不同类型多孔结构生物材料支架的制备技术，主要包括颗粒和纤维堆积型支架、泡沫浸渍法支架和颗粒制孔支架等的制备技术，并阐述了这些制备技术对多孔结构支架的孔结构、贯通性和力学性能的改善效果。其目的旨在提供满足组织工程需求的多孔生物材料支架。
关键词:
组织工程
,
生物材料
,
多孔支架
,
制备技术
,
性能优化
罗会涛
,
郭泰林
,
朱德贵
,
智伟
,
段可
,
张成栋
,
屈树新
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12590
为探索制备不同形态半透明羟基磷灰石(T-HA)陶瓷的方法,采用微米级HA粉体为原料,甲壳素为粘结剂,用溶胶-凝胶法制备出球状和纤维状的陶瓷初坯,然后进行常压烧结得到纯HA陶瓷,最后经过热等静压烧结得到T-HA陶瓷.溶胶-凝胶法赋形简单,制备出的球状T-HA陶瓷的球形度良好,纤维状T-HA陶瓷的纵横比高,其致密度为99.1％,平均晶粒尺寸为2.2 μm.其中球状半透明HA陶瓷的抗压强度为10.2 MPa,高于常规烧结得到的球状致密和多子孔 HA陶瓷(分别为8.9和4.7 MPa).仿生矿化和细胞培养的结果显示半透明HA陶瓷具有良好的生物相容性.
关键词:
羟基磷灰石
,
溶胶-凝胶法
,
半透明
,
高抗压强度
,
复杂形态
肖东琴
,
王东微
,
任俊臣
,
段可
,
姚宁
,
鲁雄
,
郑晓彤
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13532
铜作为人体含量第二的必需微量元素，不仅在人体新陈代谢过程中起着重要作用，同时还具有抗菌性。因此，合成掺铜羟基磷灰石(Cu-HA)可望获得具有优良生物学性能兼具抗菌性能的生物陶瓷。本研究以硝酸钙、硝酸铜和磷酸氢二钠为原料，采用水热合成法制备掺铜HA。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外和原子吸收光谱对样品进行表征。结果表明：溶液体系中加入Cu2+后， Cu取代部分Ca进入HA晶格，使其形貌由带状转变为花瓣状微球；但Cu的掺入，并不影响HA晶体结构；当溶液中Cu/(Cu+Ca)摩尔比高于0.05时， HA产物的热稳定性下降。
关键词:
羟基磷灰石
,
铜掺杂
,
微球
,
水热合成法
罗品风
,
智伟
,
张静微
,
匙峰
,
段可
,
汪建新
,
鲁雄
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140204
贯通性是骨组织工程支架的重要参数,决定包含蛋白和细胞的体液渗入和组织生长.本研究采用Micro-CT技术对三种不同工艺(球粒堆积、蜡球造孔、纤维堆积)构建的羟基磷灰石多孔支架进行断层扫描,并从三方面研究支架的贯通性:(1)通过影像重建定量分析支架孔隙的三维贯通结构;(2)统计分析比较三种支架在贯流方向上的孔隙率变化;(3)有限元模拟支架的内部液流分布情况.结果表明,球粒堆积支架与蜡球造孔支架孔隙率分布较均匀,而纤维堆积支架孔隙分布较杂乱.液流模拟(流速分布)发现,球粒堆积支架与蜡球造孔支架中液体流动均匀,但是蜡球造孔支架孔壁近表面区域存在大量"漩涡流",不利于支架内细胞与液流之间的物质交换,该结果有可能解释球粒堆积支架体内成骨性优于蜡球造孔支架的动物体内实验结果.
关键词:
组织工程支架
,
结构图像重建
,
孔隙贯通性
,
计算机建模
,
流速分布
王东微
,
董英豪
,
周杰
,
段可
,
鲁雄
,
汪建新
,
冯波
,
屈树新
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160384
利用磷酸二氢铝的固化反应在316不锈钢表面制备了不同含量Cu2+的磷酸铝涂层(Cu:Al=0.025、0.05、0.1).差示扫描量热分析及X射线衍射表明涂层材料可在≤250℃下固化,主要固化产物为AlH2P3O10·2H2O、AlPO4和Al8H12(P2O7)9.Cu2+加入后产生了含铜的新相Cu2P2O7.与大肠杆菌共培养12h后各含Cu2+涂层表现出抗菌性,且抗菌能力与Cu2+含量正相关;接触24 h后,所有含Cu2+涂层表面均无活菌检出.菌悬液中加入EDTA有效抑制了涂层抗菌活性,表明涂层抗菌性能来自表面溶出的Cu2+.拉伸试验表明涂层结合强度在14.5～18.1 MPa范围.与无涂层的不锈钢相比,涂覆涂层后样品的腐蚀电流密度下降了2个数量级.
关键词:
铜
,
磷酸铝
,
涂层
,
抗菌
狄玉丽
,
冯波
,
范兴平
,
段可
,
鲁雄
,
汪建新
,
翁杰
稀有金属材料与工程
采用粉末冶金法制备外层高孔隙率/内层低孔隙率的梯度结构多孔钛,以解决单层多孔钛孔隙率高强度低的问题.梯度双层多孔钛内层孔隙率约为30％,外层孔隙率可达65％以上,孔径范围在100～255 μm之间,内/外层孔径和孔隙率呈梯度分布,其抗压强度和弹性模量分别为117.50～143.55 MPa和1.95～3.08 GPa.在梯度多孔钛外层添加稀土氟化镧进一步提高了其力学性能.当添加量为0.05％(质量分数)时,其抗压强度和弹性模量最高,可达到213.76MPa和3.38 GPa.
关键词:
多孔钛
,
梯度结构
,
氟化镧
,
力学性能
鲍益富
,
翁杰
,
冯波
,
段可
材料保护
为了掌握燃气流量对羟基磷灰石(HA)粉末颗粒产生的影响,采用超音速氧焰喷涂(HVOF)技术制备了HA涂层,运用X射线、XRD和SEM分析了HA喷涂粉末颗粒的相组成,观察了涂层的形貌.结果表明:增加燃气流量,HA粉末颗粒表面的熔化程度提高,但整体熔化比例仅有微量增加(从13%增加到18%),原因是增大燃气流量在提高火焰温度的同时加快了颗粒的飞行速度,缩短了粉末颗粒在火焰中滞留的时间;火焰加热后3种颗粒结晶相只有HA;提高燃气流量降低了颗粒的结晶度(从91.4%降至73.8%);3种HA颗粒在涂层表面形成了3种典型的结构.
关键词:
超音速氧焰喷涂
,
羟基磷灰石
,
燃气流量
,
熔化程度
,
粉末颗粒形态
姜晓鑫
,
屈树新
,
林孙忠
,
段可
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00029
通过在湿法合成的二水磷酸氢钙膏体中加入中药骨碎补的提取物, 作为磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement,CPC)原料之一, 分别制备0、5wt%、10wt%和15wt%的载骨碎补磷酸钙骨水泥. 采用Gilmore针、X射线衍射仪、红外光谱仪、万能材料试验机、扫描电子显微镜和紫外分光光度计研究载骨碎补CPC的理化性能和药物释放; 体外培养MC-3T3成骨细胞, 进行Alamar Blue和碱性磷酸酶检测, 研究载骨碎补CPC对成骨细胞增殖和分化的影响, 扫描电子显微镜观察细胞形貌. 结果表明: 随骨碎补浓度的增加, CPC凝结时间明显延长, 其抗压强度显著提高; 骨碎补促进初期CPC的水化, 却阻碍了α-磷酸三钙的转化, 且随骨碎补浓度增大作用愈明显, 骨碎补不影响CPC水化后的相成分; 含骨碎补CPC的微观形貌中出现片状和针状晶体, 结构较空白CPC更加致密; 药物释放分为突释和缓释两个阶段, 符合Higuchi基质扩散释放模型; 载骨碎补CPC对成骨细胞的作用呈剂量和时间依赖关系, 培养5d时浓度为5wt%和10wt%的CPC较明显地促进细胞增殖, 7d时载骨碎补CPC的细胞增殖较稳定, 细胞分化能力无显著性差异; 成骨细胞在载骨碎补CPC表面生长形态良好, 表明该材料具有较好的生物相容性.
关键词:
磷酸钙骨水泥
,
drynaria
,
physichemicalproperties
,
biocompatibility
