丝素-氧化石墨烯-甘油复合膜的制备及性能

采用浇铸法在丝素-甘油复合膜中添加氧化石墨烯,用以改善复合膜的综合性能,通过X射线衍射(XRD)、全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、力学万能试验机、场发射扫描电镜(FESEM)和溶失率测试等方法研究了氧化石墨烯对复合薄膜结构与性能的影响。结果表明:加入氧化石墨烯后,丝素的晶型由Silk I向SilkⅡ转变,拉伸强度提高了32%。氧化石墨烯在丝素的结晶过程中起到成核剂的作用;氧化石墨烯可以增加复合膜在37℃水溶液中的稳定性。     

羟基磷灰石/氧化铁复合涂层的制备及其诱导骨生长的生物活性

用电泳沉积法制得羟基磷灰石/壳聚糖/氧化铁(HA/CS/Fe2O3)复合涂层,经700 ℃烧结处理得到HA/Fe2O3复合涂层。 通过SEM、EDS、XRD、FT-IR、电化学和万能材料试验机等对复合涂层的表面形貌、物相组成、抗腐蚀性和结合强度进行了表征和测试,最后采用1.5SBF浸泡法对复合涂层的生物活性进行了评价。 结果表明,当悬浮液中的HA、CS与Fe2O3质量比为100∶100∶1时,所制得的HA/Fe2O3复合涂层表面粗糙,抗腐蚀性强,具有良好的诱导骨生长生物活性,基体与复合涂层结合强度可达27.5 MPa。     

柞蚕丝素／纳米TiO2复合膜的制备及其结构表征

为了获得良好性能的柞蚕丝素复合膜,本文采用复合法制备了不同配比柞蚕丝素/纳米TiO2复合膜,并与纯的丝素膜作了比较,用SEM、DSC、TG和IR进行了表征.SEM测试表明在分散剂聚乙烯醇作用下,适量的纳米TiO2能均匀分散丝素溶液中.DSC测试表明复合膜b、c和d的Tm均高于纯的柞蚕丝素膜a的Tm,然而随着纳米TiO2加入量的继续增加,对应复合膜的Tm有所降低.TG结果表明,随着纳米TiO2加入量的增加,复合膜的热稳定性得到提高.IR测试表明丝素复合膜的结晶结构从Silk I向SilkII转化.     

造孔剂对电泳沉积制备多孔HA涂层及其生物活性的影响

采用水热法制得的羟基磷灰石(HA)纳米粉体,分别与造孔剂葡萄糖(Glu)、壳聚糖(CS)、炭粉(C)3种微粒(＜38.5 μm)配置成质量比1∶1的悬浮液,电泳沉积 烧结制备钛基多孔HA涂层,并对制得的3种多孔HA涂层在模拟体液浸泡前后的表面形貌、化学组成及物相变化进行表征。 结果表明,经700 ℃烧结处理后制得的3种多孔HA涂层在1.5倍人体模拟体液中浸泡5 d后,多孔HA涂层表面均被层状生长的碳磷灰石颗粒完全覆盖,颗粒直径在5~25 μm,说明这些多孔HA涂层均具有良好的生物活性。 其中以CS为造孔剂制得的多孔HA涂层结合强度最高,达19.5 MPa,有望开发成为新型的人骨植入生物陶瓷材料。     

甘油对丝素蛋白膜水溶性和结构的影响

探讨了甘油的加入对丝素蛋白溶解过程的结晶结构及结晶度的影响. 以甘油为添加剂用流延法于室温制备一系列丝素共混膜, 测试了其含水率、溶失率及结构和机械性能. 结果表明, 随着甘油加入量的增加, 丝素蛋白的溶失率逐渐降低; 当甘油/丝素质量分数超过10%时, 共混膜呈现水不溶性. 当甘油加入量较少时, 丝素蛋白呈现少量的Silk Ⅱ结晶, 而Silk Ⅰ结构不明显. 随着甘油含量的不断增加, Silk Ⅰ结晶逐渐增加而Silk Ⅱ结晶逐渐减少. 当甘油加入量达到不溶点(10%)时, 丝素蛋白主要转变为Silk Ⅰ结晶, 而几乎没有Silk Ⅱ结晶. 甘油的加入可使共混膜的柔韧性显著提高, 并促使丝素蛋白结晶度提高以及促使丝素蛋白向Silk Ⅰ结晶转变, 从而降低丝素蛋白膜的水溶性.     

pH值对丝素蛋白构象转变的影响

模仿家蚕吐丝过程中伴随丝素蛋白自然脱水的纤维化过程,研究了再生丝素蛋白在各种pH值的磷酸盐缓冲溶液体系中自然干燥脱水成膜后的构象转变.利用激光拉曼散射光谱及其二维相关光谱,定性分析了丝素蛋白酰胺区(1600～1700cm^-1)散射峰的相关组成及结构.在此基础上,利用¹³CCP-MAS固体核磁共振谱对丝素蛋白丙氨酸C_β峰(δ14.5～22)进行了解析拟合.从而确定了体系中与Silk及Silk构象相关的组成含量与pH值的关系.结果表明,pH=5.2的酸性溶液有利于蚕丝丝素蛋白从Silk向Silk构象转变,而中性与碱性溶液(pH=6.9和8.0)则对丝素蛋白的构象转变影响甚小.     

钛基多孔HA/SiO2复合涂层的制备及性能研究

为了制得表面多孔且与基材结合强度高的羟基磷灰石(HA)涂层,实验中以正丁醇为分散介质,以SiO2粉末为添加剂,纯钛片为基材,电泳沉积制备羟基磷灰石/二氧化硅/壳聚糖/(HA/SiO2/CS)复合涂层,经后续热处理得到多孔HA/SiO2复合涂层,采用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、万能材料试验机对涂层的表面形貌、组成、结构和结合强度进行测试和表征,并通过模拟体液(SBF)浸泡法对复合涂层的生物活性进行评价.结果表明:当悬浮液中的HA/SiO2/CS质量比为1∶1∶1时,制得的HA/SiO2/CS涂层经700℃热处理后获得的HA/SiO2复合涂层孔洞分布均匀,大孔孔径在10～15μm,小孔孔径在1～5μm;涂层与基材的结合强度达到25.5 MPa;多孔HA/SiO2复合涂层在SBF中浸泡7 d后,涂层表面碳磷灰石化;说明实验中添加SiO2所制得的多孔HA/SiO2复合涂层与钛基材结合强度高,且具有良好的生物活性.     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/丝素复合膜及结构性能研究

用溶胶凝胶法制备不同比例纳米TiO₂改性再生蚕丝丝素蛋白复合膜. UV和AFM测试结果表明, 该丝素膜中纳米TiO₂均匀分散在丝素中, TiO₂粒径约为80 nm; 同时该丝素膜的结构和热性能用FTIR, XRD, EDS, TGA和DTG进行表征. XRD测试结果表明, 随着纳米TiO₂的加入, 复合丝素膜的结晶结构从Silk I向Silk II转化, 但当纳米TiO₂的加入超过一定量时, 又破坏复合丝素膜的结晶结构; FTIR和EDS测试结果表明, TiO₂与丝素形成较好的键合; TGA和DTG测试表明复合丝素膜的热转变温度相比于纯丝素膜有所提高.     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/丝素复合膜及结构性能研究

用溶胶凝胶法制备不同比例纳米TiO₂改性再生蚕丝丝素蛋白复合膜. UV和AFM测试结果表明, 该丝素膜中纳米TiO₂均匀分散在丝素中, TiO₂粒径约为80 nm; 同时该丝素膜的结构和热性能用FTIR, XRD, EDS, TGA和DTG进行表征. XRD测试结果表明, 随着纳米TiO₂的加入, 复合丝素膜的结晶结构从Silk I向Silk II转化, 但当纳米TiO₂的加入超过一定量时, 又破坏复合丝素膜的结晶结构; FTIR和EDS测试结果表明, TiO₂与丝素形成较好的键合; TGA和DTG测试表明复合丝素膜的热转变温度相比于纯丝素膜有所提高.     

生物活性复合材料在生物矿化过程中的微观形貌与离子浓度变化

采用3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)与磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)、生物活性玻璃(BG)等进行复合,获得了性能优良的生物活性骨组织工程支架材料和骨修复材料.研究和比较了3种复合材料在体外模拟生理环境中发生的生物矿化反应,对比了反应前后因矿化物的形成导致的表面微观形貌的变化,通过检测反应液离子浓度的变化对不同材料的矿化过程和生物活性进行了定量表征.研究结果表明,3种复合材料在模拟生理溶液中发生生物矿化的过程和程度不同,其中PHBV/BG的生物活性反应最为明显.