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
邓迟
,
翁杰
,
周绍兵
,
卢雄
,
汪建新
,
冯波
,
屈树新
,
李孝红
材料导报
羟基磷灰石(HA)吸附能力受酸碱度、其它离子浓度等外界因素的影响,对HA表面改性处理能在一定程度上改变HA表面电性结构,从而改善吸附性能.动力学上多因素作用影响HA吸附速度或改变具体的吸附行为.通过总结HA对无机物、金属及有机物的作用条件、反应过程及吸附机理发现:人们还没有找到一个普遍的理论模型来解释HA与其它材料发生吸附作用的过程,目前对HA表面吸附性能的研究还停留在具体零碎材料的相互作用上.在HA表面嫁接有用的作用基团或物质,通过改变HA表面部分结构以改善吸附性能成为目前和今后一段时间内HA吸附性能研究的重点之一.
关键词:
羟基磷灰石
,
表面
,
吸附
王英波
,
鲁雄
,
赵婧
,
冯波
,
汪建新
,
屈树新
,
翁杰
,
陈建敏
稀有金属材料与工程
用脉冲电化学沉积法在生物医用钛金属表面成功制备了纳米RA/ZrO2复合涂层,涂层中的成分均以离子形式沉积到基材上,得到ZrO2均匀分布的HA/ZrO2复合涂层.脉冲电位为-3.5 V时有利于离子的沉积结晶,有利于复合涂层的沉积.复合涂层的成分、结构、形貌及生物活性等的研究结果表明:复合涂层烧结前成分为HA、OCP及碱式硝酸锫,高温烧结后得到均匀致密HA/ZtO2复合涂层.检测表明HA/ZrO2复合涂层能够诱导磷灰石生成,具有较好的生物活性.
关键词:
羟基磷灰石
,
氧化锆
,
复合涂层
,
脉冲电沉积
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
智伟
,
匙峰
,
李金雨
,
周腾
,
屈树新
,
汪建新
,
张聪
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160260
通过调节溶胶-凝胶体系中羟基磷灰石(HA)粉末和甲壳素(Chitin)的质量比,制备具有不同表面微形貌的HA球形颗粒.扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示:随着HA/Chitin质量比从4/1增加到35/1,球形颗粒的表面微形貌发生了明显变化,由粗糙渐趋平滑,微米级皱褶逐渐减少至消失,微孔隙率从(35%±0.8%)减少到(10.4%±0.7%).体外细胞培养的结果表明具有微米级皱褶,微孔隙率较高的粗糙表面具有引导干细胞铺展和增殖的作用,微孔隙率低的平滑表面则具有引导干细胞轴向延伸及骨向分化的趋势.同时,HA球形颗粒表面微形貌对干细胞表面特征性抗原标志物的表达具有调控作用.
关键词:
羟基磷灰石
,
表面微形貌
,
干细胞
,
生物学行为
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
崔强
,
冯波
,
陈伟
,
汪建新
,
鲁雄
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00916
采用阳极氧化法在纯钛表面制备了5组平均内径不同以及5种管长不同的TiO2纳米管阵列薄膜, 应用SEM对管径进行了表征. 将之烧结成锐钛矿型后通过光催化降解甲基橙溶液研究管径与管长的大小对其光催化活性的影响, 通过重复催化实验研究其重复使用的效果. 结果表明: 管径为100nm时催化剂催化降解甲基橙的效果最好, 管长则基本不影响纳米管薄膜的催化活性. 重复催化实验表明, TiO2纳米管薄膜有很好的重复使用效果.
关键词:
TiO2纳米管
,
anodic oxidation
,
photocatalytic activity
,
nanotube diameter
朱亚平
,
陈跃军
,
冯波
,
汪建新
,
翁杰
稀有金属材料与工程
孔隙率对多孔钛的成骨性能影响较大,高的孔隙率更有利于骨组织的长入.但随着孔隙率的升高,其力学性能必然会急剧下降.因此,如何在保证多孔钛高孔隙率的前提下提高其力学性能,成为当前势必解决的难题.本研究采用浆料发泡法,通过在钛粉中加入不同含量的氧化铈,制备出高孔隙率的多孔钛.结果表明,多孔钛孔隙呈三维网络状,孔隙率为71.6%～73.5%,孔径主要分布在100～700 μm,且孔壁上分布着微米级的微孔.当氧化铈的加入量为O.2%(质量分数,下同)时,多孔钛表现出最优的生物力学相容性,其杨氏模量为2.08 GPa,抗压强度为60.19 MPa.
关键词:
浆料发泡法
,
多孔钛
,
氧化铈
,
力学性能
王英波
,
鲁雄
,
冯波
,
屈树新
,
汪建新
功能材料
采用聚氨酯泡沫复制法成功的制备出孔径可控、孔隙率高且三维贯通的多孔钛.采用水热碱处理法对多孔钛进行表面改性,以提高其生物活性.改性后多孔钛的表面形貌发生了改变,呈均匀分布的三维网状微纳米结构.将改性后的多孔钛浸泡在SCPS中检测其矿化能力.研究结果表明,改性后的多孔钛能加速磷灰石的矿化,其中三维网状微纳米结构是加速矿化的主要因素.同时考察了改性后的多孔钛表面大鼠颅盖骨成骨细胞(MC3T3-E1)的黏附铺展情况.细胞培养表明细胞在改性后的多孔钛表面能较好的黏附铺展.上述研究结果表明水热碱处理改性后的多孔钛具有较好的生物活性及生物相容性.
关键词:
多孔钛
,
水热碱处理
,
生物活性
,
生物相容性
于榕
,
冯波
,
汪建新
,
鲁雄
,
屈树新
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00987
采用阳极氧化法在钛表面制备不同管径的TiO2纳米管, 450℃热处理后经牛血清白蛋白(BSA)与钙磷的共沉积得到载有BSA的羟基磷灰石(HA)涂层. 经检测发现, 170nm管径的TiO2表面比100和50nm管径的表面具备更好的矿化能力, HA的形成能力随管径的增大而提高. 大管径表面得到的涂层结合强度高于小管径的, 可达16.95MPa. 经过真空预矿化的试样, 涂层结合强度明显高于未经过预矿化的试样, 且HA涂层生长速率加快. BSA与磷酸钙在真空预矿化后共沉积到氧化钛纳米管表面, 短时期内形成BSA-HA涂层, 是在钛基生物材料表面制备生物活性涂层的有效方法.
关键词:
TiO2纳米管
,
bovine serum albumin
,
apatite coating
,
bonding strength
