医用特种高分子聚醚醚酮植入体及其表面界面工程

由手术或创伤引起的骨缺损给现代临床医学带来了巨大挑战。传统的骨移植治疗方式受到供体限制,需要寻找可替代的治疗方式。聚醚醚酮(PEEK)具有近似人体天然骨的弹性模量,且生物相容性和化学稳定性良好,是潜在的治疗骨缺损材料,但其表面疏水性及生物惰性限制了其在生物医学领域的应用。受骨组织成分、结构和功能的启发,人们提出了许多改变PEEK结构和使PEEK表面功能化的策略。本文综述了PEEK基材料在生物医疗领域的应用现状与前景,以及提高PEEK生物活性的各种改性策略,并为今后制造多功能植入体提供了方向。     

硬组织植入生物活性聚醚醚酮复合材料

聚醚醚酮(PEEK)具有优良的机械性能、良好的生物相容性和耐腐蚀性等特点,其弹性模量和人体皮质骨较为接近,有可能替代金属材料应用在硬组织修复与替换领域。然而,PEEK本身是生物惰性材料,PEEK植入体与骨组织之间的骨整合能力较差,在一定程度上限制了其在硬组织修复与替换领域的应用。目前研究者主要将磷酸钙(CaP)、生物活性玻璃(BGs)和硅酸钙(CS)等生物活性陶瓷添加到PEEK基体中制备复合材料以改善其生物活性,提高PEEK植入体与骨组织之间的骨整合能力。但这些生物活性陶瓷在改善PEEK生物活性的同时,降低了其优异的力学性能。如何在保持PEEK力学性能的同时提高其生物活性成为目前研究的热点。本文综述了近些年用于硬组织植入的生物活性聚醚醚酮复合材料的制备技术、力学及生物学性能等方面的研究进展及现状,并对其发展提出了展望。     

钛及钛合金表面羟基磷灰石涂层结合强度及稳定性

钛(Ti)及其合金凭借优异的机械性能和良好的生物相容性,一直是骨和牙种植体的主要临床应用材料。由于钛及其合金自身的生物惰性,不易与周围骨组织进行快速的骨整合,因此其表面的生物活性有待进一步提高。羟基磷灰石(HA)是人体骨和牙齿的主要无机成分,具有良好的生物活性和生物相容性,受其力学性能的制约,常被作为涂层材料覆盖在钛基体表面,用以提高植入体的生物活性。但一直存在涂层与基体界面结合强度低和涂层力学稳定性差的问题,成为限制其临床广泛应用的主要因素。本文从涂层结构设计、成分设计及制备方法等方面,就国内外改善钛基底与HA涂层界面结合性能的研究现状和发展动态作一综述,为高性能钛植入体的制备和应用提供参考。     

天然高分子复合羟基磷灰石材料的制备与应用

羟基磷灰石(HA)是人类与动物骨骼中主要无机物组成成分,因其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用,作为新型合成生物材料已应用于骨组织的修复与替代技术。本文在介绍HA主要制备方法(如:沉淀法、乳液法、水热反应法、溶胶-凝胶法、机械化学法、固态合成法、水解法、超声化学法、热解法、模板法和电沉积法等)和应用的基础上,重点综述了各类天然高分子与HA复合材料的制备及应用研究进展。天然高分子,如:纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、蛋白(包括胶原蛋白、明胶、角蛋白、丝蛋白和植物蛋白)等,与HA复合后制备的天然高分子复合羟基磷灰石材料,在保持其生物相容性的同时,又能改善复合材料的机械性能与生物活性,使其可用于医用材料、载体材料和吸附分离材料。最后,本文指出为了满足生物体内的特殊环境(如强的韧性、与骨生长速度匹配性能等)及不同领域的要求,天然高分子复合HA材料需要发展的方向。     

聚醚醚酮复合材料表面生物活性涂层的制备与性能

以聚醚醚酮/钡玻璃粉(PEEK-BGF)复合材料为基体, 通过硅烷偶联剂, 在复合材料表面构建具有生物活性的纳米羟基磷灰石(nHA)和甲基丙烯酸酯基的光固化树脂复合涂层. 采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析了材料表面形貌和元素分布, 测试了涂层与复合材料之间的粘接强度. 通过检测大鼠成骨细胞总蛋白含量和碱性磷酸酶表达水平, 评价新型光固化纳米羟基磷灰石/聚甲基丙烯酸酯(nHA/PMMA)复合涂层的生物活性. 研究结果表明, nHA填充的光固化复合材料形成粗糙的表面, 随着nHA的填充量提高, 涂层表面生物学活性得到提高.     

高性能纤维素/丝素蛋白生物医用复合材料研究进展

丝素蛋白具有良好的生物相容性、生物降解性和体内低炎症反应，在生物医用领域具有广阔的应用前景。但是，再生丝素材料的力学性能和生物活性有待于进一步提高以满足不同组织工程的需要。纤维素来源广泛，成本低，具有良好的机械性能，以纤维素及其衍生物为原料制备的增强复合材料引起了广泛关注。以纤维素和丝素蛋白为原料，采用不同溶剂体系，制备高性能复合材料近年来已成为天然高分子领域有趣的工作。本文介绍了丝素蛋白和纤维素的结构、性能及相关应用，对纤维素与丝素蛋白的溶剂体系进行了分类，综述了不同纤维素/丝素蛋白复合材料形式(膜、凝胶、纤维等)的最新进展。     

聚醚醚酮材料抗菌改性的研究进展

简单介绍了聚醚醚酮（PEEK）的基本结构与特性。详细综述了几种改善聚醚醚酮植入材料抗菌性的方法及其相应的改性机理，包括化学改性、负载改性、涂层改性、辐照改性、陶瓷共混改性等。其中，涂层改性包括氧化石墨烯、黑磷等生物活性涂层改性，辐照改性又可分为等离子处理、微波辐照等改性措施。最后对聚醚醚酮在医学领域的应用进行了展望，并提出其在抗菌方面依然存在的问题与挑战。     

新型官能团化聚己内酯的研究进展

聚己内酯(PCL)是一种具有良好药物透过性的可生物降解的脂肪族聚酯,是一类优良的药物载体.由于其结晶性强,亲水性差,生物降解速度慢,限制了其在组织工程等生物医用领域更广泛的临床应用.在PCL主链上引入功能性官能团既可有效地降低其结晶性、改善其亲水性、调控其降解速率,同时又可通过反应性官能团进行进一步的化学改性或生物活性化修饰,已成为生物可降解材料新的研究热点.本文综述了含侧基官能团己内酯单体的合成及其聚合反应,简要介绍了侧基官能团对聚己内酯性能的影响.     

生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究进展

综述了国内外应用生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究状况,其中重点介绍了葡聚糖、肝素及类肝素类物质、壳聚糖等多糖在高分子材料表面修饰的研究近况.多糖是自然界中含量最为丰富的生物大分子,几乎存在于所有的生命体中,具有很好的生物相容性,而且某些生物多糖还具有特殊的生物活性,因此用生物多糖进行医用高分子材料的表面修饰受到了国内外研究学者的关注.大量研究表明,经过生物多糖表面修饰的高分子材料可获得良好的生物相容性和某些优良的医学应用性能.     

磷酸钙骨水泥/聚肽共聚物生物复合材料力学性能及微观结构

磷酸钙骨水(Calcium Phosphate Cement,CPC)是一种新型的人工骨材料,可用于人体骨缺损的修复,具有良好的生物相容性、骨传导性和骨替代性．然而,磷酸钙骨水泥的抗压强度较低,脆性较大,限制了其应用,因而提高抗压强度和减小其脆性成为CPC研究领域的一个重要课题．目前,普遍采用添加纤维的方法来提高CPC材料的抗压强度和韧性．然而大多数的纤维是非降解性的．     

有机-无机复合骨修复材料

本文对近5年来有机/无机复合骨修复材料研究领域的进展进行了综述,根据材料组分的特点分析其在生物相容性、生物降解性、生物活性以及力学性能等方面的优缺点,同时探讨了目前骨修复材料领域存在的问题,并对今后人工骨替代材料的发展趋势作出了展望。     

聚乳酸接枝改性纳米生物玻璃/PLGA复合材料的制备、表面性质及生物活性

以丙交酯开环聚合原位接枝改性的纳米生物玻璃(PLLA-g-BG)与聚丙交酯-乙交酯(PLGA)复合材料为研究对象, 采用TGA, ESEM和EDX分析其接枝率, 粒子分散性和表面元素分布, 通过将兔成骨细胞种植于材料膜表面进行体外培养, 采用荧光染色法、NIH Image J图像分析软件、MTT法和流式细胞术等手段检测细胞在材料表面的平均黏附数量、扩展面积比、增殖能力和细胞周期的变化, 综合评价新型改性纳米复合材料的生物相容性和生物活性. 结果表明, 聚乳酸表面接枝改性可明显改善纳米生物玻璃粒子的团聚; PLGA中掺入一定比例的改性PLLA-g-BG可明显促进兔成骨细胞的黏附、扩展与增殖; 改性纳米生物玻璃的应用可提高生物可降解聚酯材料的生物相容性和生物活性.     

纳米晶状磷酸钙盐/Al2O3-Ti生物复合材料的制备与结构表征

0引言众所周知,钛及其合金具有优良的机械力学性能,但其生物活性不足。因此,在金属基体上涂敷一层生物活性涂层,结合金属与生物活性材料的各自优势,已成为世界各国学者研究最为活跃的生物复合材料体系之一。该体系可用于临床医学,作为人体硬组织等的修复替换材料。目前,已开发出多种在金属基体上制备生物活性涂层的工艺和方法。如:等离子沉积法[1]、离子束溅射法[2]、激光熔覆法[3]、溶胶鄄凝胶法[4]、电化学沉积与水热处理合成法[5]、电泳沉积[6]、电结晶[7]等多种方法。但现有涂层材料尚存在一些问题:(1)由于替换材料的高硬度而导致其周围硬组织坏死[8];(2)由于疲劳磨损或热膨胀不匹配引起涂层脱落[9];(3)由于异质相导致生物活性降解[10]。因此,研究新的制备工艺,开发新的生物复合材料体系就显得十分重要。考虑到Al2O3具有优异的抗磨损、耐腐蚀等性能,以及较好的生物相容性,常作为临床选用的人造硬组织承载材料[11],故在本研究工作中,我们首次采用阳极氧化与水热处理复合工艺研制酸式磷酸钙/Al2O3鄄Ti生物复合材料体系。该体系不同于由日本Ishizawa等研制的HAp/TiO2鄄Ti复合体系[12]。主要体现在两...     

一种新型磺化聚醚醚酮的合成、表征和性能

以特丁基对苯二酚、3,3′-二磺酸钠基-4,4′-二氟二苯酮和4,4′-二氟二苯酮为单体,制备了具有高磺化度的聚醚醚酮.该系列聚合物可溶,并具有良好的成膜性.对聚合物及其膜的一些性能进行了研究.     

生物基高分子型止血材料和伤口敷料

伤口的快速止血和愈合对人类的生命保障和身体健康有十分重要的影响,使得伤口护理材料的研究备受关注。其中,从动植物中提取或由生物基单体合成而得的生物基高分子材料,因具有良好的物理性能、生物活性、生物相容性、生物降解性和生物可吸收性等优点,被人们通过物理或化学方法,进行改性或药物负载,制成具有止血、杀菌、保护和促进伤口愈合等功能的止血材料和伤口敷料。本文从化学组成、制备方法、材料结构、评价方法和生物活性等多角度综述了近年来(特别是近5年来)聚乳酸、壳聚糖、海藻酸钠、透明质酸、蛋白质和聚磷酸盐等常见的生物基高分子在止血材料和伤口敷料方面的国内外研究进展,并分析对比了国内外研究水平。展望未来的研究和发展方向,在原料的种类拓宽、材料的多功能化和仿生化等方面仍待努力。     

纳米羟基磷灰石复合材料在硬组织工程领域中的应用研究

人体骨骼的晶体成分主要是纳米羟基磷灰石(n-HA),n-HA具有优良的生物相容性、骨传导性和骨结合能力,被广泛应用于硬组织修复材料中。本文综述了纳米羟基磷灰石在构建人体骨修复支架材料、骨替代材料和口腔医用材料方面的应用研究。     

高性能耐高温聚合物复合材料的摩擦磨损性能研究

介绍了一些常见的高性能耐高温聚合物及其复合材料的摩擦与磨损性能的研究及其新进展,包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等.并讨论了不同种类的填料,如纤维、固体润滑剂、无机化合物以及无机纳米粒子对高性能耐高温聚合物基复合材料摩擦系数及磨损率的影响,许多研究结果表明,适量填料的加入能提高聚合物基复合材料的耐磨性能,特别是填料的协同作用对降低复合材料的摩擦系数及磨损率有更大的帮助.     

聚己内酯在药物载体方面的研究进展

聚己内酯(poly-ε-caprolactone,PCL)是一种人工合成的聚酯类高分子材料,对人体无毒,具有良好的生物相容性、生物可降解性和无免疫原性。PCL还对其它聚合物具有良好的相容性,可以制备出多种性能优良的共聚物或共混物,因此PCL及其共聚物、共混物作为药物载体的研究受到国内外研究者的高度重视。此外,PCL因其在人体中的降解过程十分缓慢可作为药物控释材料,目前已经获得美国FDA的批准。本文将从聚己内酯的合成与改性及其各剂型在药物载体方面的研究进展进行综述。     

复合凝胶途径制备胶原-海藻酸钠-羟基磷灰石支架材料

羟基磷灰石和胶原是人体骨的主要成分,近年来,制备纳米羟基磷灰石/ 胶原复合材料已成为目前生物材料研究的热点之一[1-3].海藻酸钠是一种酸性的多聚糖,具有良好的生物相容性,目前已经被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域;海藻酸钠能与钙离子交联,可进一步获得具有良好弹性性能的网状结构[4,5].     

碳纳米管基复合材料研究进展

碳纳米管基复合材料具有优良的性能,已在化学、化工、材料、生物、医学等领域受到广泛关注.本文主要综述了功能材料包覆碳纳米管的制备方法及其力学、磁学、光学、电化学等性质,以及当前研究的焦点和存在的问题.