新型无机材料--磷酸钙骨水泥的研究概况

就一种新型无机材料一磷酸钙骨水泥近年来在理化性能、材料改性、生物相容性等方面的研究概况进行了综述，阐明了磷酸盐骨水泥在骨缺损修复和硬组织替代方面的广阔应用前景。     

磷酸钙骨水泥的制备条件对抗压强度的影响

系统地研究了固化环境、液固化、原料粉末比表面积、晶种、固化液等制备条件对磷酸钙骨水泥（ＣＰＣ）抗压强度的影响规律。结果表明：改变制备工艺条件，可以控制浆体微结构的特征，使大孔的尺寸和数量减小、颗粒间结合强度提高，从而提高固化体的抗压强度。     

氧化石墨烯/磷酸钙生物水泥体外生物相容性研究

等摩尔的Ca_3(PO_4)2-CaHPO_4-CaCO_4(CPCs)水泥系为固相,不同质量浓度的氧化石墨烯(GO)水分散液(0~24mg/mL)为液相,按一定的固液比固化,得到复合材料GO/CPCs.以成骨细胞MC3T3-E1为对象,初步探究该复合材料试样的体外生物相容性.扫描电镜观察细胞贴壁形态,MTT法评价细胞活力,碱性磷酸酶(ALP)活性检测探讨材料的骨诱导性.结果显示:MC_3T3-E1细胞在材料表面状态良好,产生胞质突;GO的添加能够增强MC3T3-E1细胞活力;GO/CPCs在短期内(1d)促进MC3T3-E1细胞早期分化.GO/CPCs有望成为一种新型骨组织替代材料.     

磷酸钙骨水泥的改性增强研究进展

磷酸钙骨水泥（cPc）以其良好的生物相容性和骨传导性,在骨修复领域有广泛的应用前景．但其机械性能不足的缺点限制了其临床应用范围,需要对其进行改性增强研究．从优化CPC的制备条件、复合增强、添加晶种3方面对其改性增强研究进展做了综述．     

玻璃基骨水泥生物活性的研究

以CaO SiO2 P2 O5系统生物玻璃和磷酸铵调和液混合制得玻璃基生物骨水泥 (GBC) ,利用X 衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM )和红外光谱 (FTIR)对产物的晶相、化学组成和显微结构进行了分析 .结果表明 ,随着浸泡时间的增加 ,玻璃基骨水泥 (GBC)中的玻璃相逐步向类骨状羟基磷灰石 (HAP)微晶转化 ,所生成的HAP晶体端面尺寸分布在 30～ 5 0nm之间 ,这表明GBC中所生成的HAP晶体与人体骨中生物HAP很相似 ,会具有良好的生物活性 .FTIR的结果表明 ,CO2 -3 会部分地进入到HAP的晶格结构中 ,形成碳酸羟基磷灰石 .GBC中所生成的HAP晶体在形貌、结构和组成等多方面均与人体骨类似 ,有利于作为生物医用材料的应用 .     

添加剂对磷酸钙骨水泥流变性能的影响Ⅱ.聚乙二醇

采用高级流变扩展系统对引入聚乙二醇(PEG)后的磷酸钙骨水泥(CPC)浆体的流变性能进行了考察,在固化液中引入不同相对分子质量的聚乙二醇可改善CPC的流变特性。采用稳态流变实验得到粘度曲线;采用滞后环面积评价法考察CPC浆体的触变性。结果表明：CPC是一种剪切变稀的浓悬浮体,添加PEG后体系粘度增大、触变性增强、结构可恢复性变好。随着PEG浓度的增加(0．005≤W≤0．30),体系粘度增大,体系的触变性增强。综合评价后得出0．01≤WPEG≤0．10范围内对磷酸钙骨水泥混合体系的流变性能有较好的作用。     

羧甲基壳聚糖复合磷酸钙骨水泥的实验

将含有不同质量分数羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan, CMC)的CMC-Na2HPO4-NaH2PO4体系缓冲液作为调和液,将其与磷酸钙骨水泥粉末混合后进行性能测试. 结果表明:一定质量分数的羧甲基壳聚糖的加入,有效的缩短了凝固时间(最短为12 min),并提高了复合材料的抗压强度(最高达6.08 Mpa,空白组为0.77 Mpa). 同时,磷酸盐缓冲液能有效地将体系的pH值维持在中性范围内.     

磷酸钙骨水泥固化过程中浆体的微结构

对新型人工骨材料磷酸钙骨水泥（ＣＰＣ）浆体的微结构进行了研究，发现水化产物增多引起的浆体微结构变化是ＣＰＣ凝结和硬化的本质原因。拌和时ＣＰＣ浆体颗粒通过范德华分子力等较弱的力连成网状结构，随着水化产物增多，固体颗粒间距缩短，直至颗粒间发生结晶并接，网状结构逐渐转变为由化学键力连接，当浆体的塑性流动受化学键力的限制而终止时，浆体失去流动性而发生凝结。ＣＰＣ浆体凝结后微结构继续变化，针状的羟基磷灰石产     

添加剂对磷酸钙骨水泥流变性能的影响Ⅰ.聚乙烯吡咯烷酮

采用高级流变扩展系统对磷酸钙骨水泥(CPC)浆体在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入后的流变特性进行了考察。在固化液中添加不同K值的PVP可改善CPC的流变特性。采用稳态流动实验得出粘度曲线,用滞后环面积评价法考察CPC浆体的触变性。结果表明:CPC是一种剪切变稀的浓悬浮体,PVP添加后体系粘度增大、触变性增强;随着PVP含量的增加(wK30=0.01～0.20,wK90=0.002～0.04),体系粘度增大,滞后环面积也增加,体系的触变性增强。综合评价后得出结论:当wK30=0.20或wK90=0.04时体系的各项流变性能均较好。     

温度制度及骨粉含量对磷酸钙生物骨水泥性能的影响

以鱼骨粉、磷酸三钙和磷酸氢钙等为原料,通过高温烧结法制备α-磷酸三钙(α-TCP)/磷酸四钙(TTCP)体系磷酸钙基生物骨水泥(Calcium Phosphate Bone Cement,CPC).通过试样的扫描电子显微分析(SEM)和抗压强度测试,研究了温度制度及骨粉掺入量对CPC抗压强度的影响.结果表明:以鱼骨粉以及磷酸三钙和磷酸氢钙等为原料,通过高温烧结法可制备出性能较高的磷酸钙基生物骨水泥;制备过程中温度制度及骨粉掺入量对CPC抗压强度有着较为显著的影响,控制合理的温度制度和骨粉掺入量可适当提高CPC的抗压强度.     

熟料粒度对骨粉/磷酸钙生物骨水泥结构与性能的影响

采用新方法首次将动物骨中的鱼骨引入到磷酸三钙和磷酸氢钙等原料体系中通过高温烧结制备磷酸钙基生物骨水泥(CPC),以柠檬酸和柠檬酸钠的缓冲液为固化液、按一定的液固比制备固化试样,通过扫描电子显微分析(SEM)和力学性能测试等方法,研究了熟料粒度对其固化试样结构与抗压强度的影响,结果表明:制备过程中骨水泥粉来的粒度对其固化试样的微观结构及其抗压强度有着较为显著的影响,通过调整骨水泥粉末的粒度可达到优化其固化试样的微观结构和改善其力学性能的目的.     

可溶粒子形貌对磷酸钙骨水泥支架结构和性能的影响

采用可溶粒子造孔法,结合冷等静压成型技术,分别用立方体的氯化钠晶体和短棒状的谷氨酸钠晶体两种不同形貌的造孔粒子制备出具有较高孔隙率和良好抗压强度的磷酸钙骨水泥组织工程支架材料,研究了颗粒形貌对支架材料的显微结构和力学性能的影响。结果表明,造孔粒子形貌决定了制备的磷酸钙骨水泥组织工程支架的孔隙形貌,并影响支架的孔隙率和力学性能。对于相同的加入量,谷氨酸钠晶体作为造孔粒子制备的支架的孔隙率高于氯化钠晶体制备的支架,而用氯化钠造孔粒子制备的支架的强度高于用谷氨酸钠造孔粒子制备的支架。由于在制备过程中引入了等静压处理,支架材料具有良好的强度。     

多巴胺改性PCL纤维增强掺锶磷酸钙骨水泥的制备与表征

在掺锶磷酸钙骨水泥的基础上,利用多巴胺改性PCL纤维和未改性PCL纤维对其进行增强并表征。制备掺锶磷酸钙骨水泥样条,用多巴胺改性PCL纤维和未改性PCL纤维增强,制得骨水泥样条,对样条的凝固时间和力学性能等特征参数进行测定。结果显示,多巴胺改性纤维增强的骨水泥凝固时间更短,力学强度更高,在一定条件下改善了传统磷酸钙骨水泥的缺点。     

CPP/α-TCP骨水泥复合材料研究

自固化磷酸钙骨水泥(CPC)作为一种新型人工骨替代材料，以其良好的生物相容性、骨传导性和可任意塑形，可广泛用于临床骨缺损修复．但其强度低、脆性大，不能用于负重部位，使其应用受到限制．本文利用纤维增强机理，用CPP／α-TCP骨水泥为基体材料，具有良好生物相容性的聚磷酸钙纤维(CPP)为增强材料制备出了CPP／α-TCP骨水泥复合材料．实验结果表明，CPP纤维在一定程度上可对骨水泥起到增强作用．SEM显示两者结合程度适中，在Ringer溶液中浸泡两个月后，纤维未发生明显降解作用，仍具有一定的增韧效果．     

复合PRP和PPP冻干粉的磷酸钙骨水泥的细胞响应

用冷冻干燥制得的富血小板血浆(PRP)和贫血小板血浆(PPP)干粉对磷酸钙骨水泥(CPC)进行改性,采用X射线衍射、扫描电镜和细胞实验等手段研究了PRP和PPP对CPC水化产物物相、断面显微形貌和细胞响应特性的影响.结果表明:复合PRP或PPP并不影响CPC的水化产物,最终水化产物均是弱结晶的羟基磷灰石;复合一定量的PRP或PPP对CPC表面人骨髓间充质干细胞的粘附、增殖和分化具有明显的促进作用,在细胞培养的后期,复合较少的PRP对细胞增殖和分化具有更明显的促进作用.这表明PRP和PPP均有望用于提高CPC的细胞响应能力和骨诱导性.     

磷酸钙基生物活性陶瓷粉末的合成

磷酸钙基生物活性陶瓷粉末的合成杨晓鸿，王志宏，王齐祖（兰州大学材料科学系，兰州７３００００）磷酸钙基生物活性陶瓷主要是指Ｃａ／Ｐ＝１．６７的羟基磷灰石Ｃａ１０（ＯＨ）２（ＰＯ４）６（简写为ＨＡＰ）和Ｃａ／Ｐ＝１．５０的β－磷酸三钙β－Ｃａ３（ＰＯ４）...     

自固化载硒纳米微球/磷酸钙复合骨修复材料的制备及性能

研究制备具有促修复、抗肿瘤的可注射缓释硒纳米微球复合磷酸钙骨水泥材料.采用乳化交联法制备Na_2SeO_3/CS缓释硒纳米微球,将微球与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备Na_2SeO_3/CS/CPC骨修复系统,对该系统的固化时间、力学强度、缓释硒及降解性能、形貌、晶相构成进行测定和表征分析,并对其体外细胞活性进行研究.结果表明:相对于纯的CPC,当掺入Na_2SeO_3/CS纳米微球的量为4%时,复合CPC的注射性良好,固化时间5.75～11.5 min,固化强度提高,微观结构显示CPC均匀地包裹在壳聚糖微球表面并形成了针片状HA晶体,微球的添加对复合CPC材料的晶相组分无显著影响,缓释硒效应良好,有效缓释达22 d,降解性优于纯CPC,形成了蜂窝状完善的网状三维立体多孔结构,利于组织细胞和血管及神经的黏附长入.体外细胞实验表明,复合CPC对人乳腺癌细胞MCF-7及MG-63人骨肉瘤细胞增生的抑制作用显著,且对两株细胞增生的抑制性差异不显著.本研究为非承骨微创、缺陷修复及骨肿瘤的术后恢复、防止复发和转移的预防和治疗提供一种新思路,同时为拓展功能元素硒的合理应用奠定实验基础.     

多孔复相磷酸钙陶瓷骨诱导早期生物组织学的电镜研究

作者将多孔复相磷酸钙陶瓷种植体植入于狗肌内,通过对早期阶段种植体内外及其肌界面组织学的研究,并利用光镜和电镜对该阶段不同时期种植体内外细胞的生长、分化现象进行了观察。结果表明：在一定的条件下,磷酸钙陶瓷不仅具有骨传导能力,而且具有诱导成骨的能力。     

羟基聚磷酸钙钠骨细胞界面形态

研究一种新的骨替代材料－羟基聚磷酸钙钠骨细胞界面形态,评价其生物相容性。方法：采用体外细胞培养技术,选用ＳＤ乳鼠颅顶骨细胞,从光镜和扫描电镜两个层面观察细胞和材料之间的相互关系。结果随着培养时间的延长,细胞在材料表面的密度增加,未见细胞死亡。     

碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥研究

以质量分数70%的硅酸三钙(Ca3SiO5,C3S)和30%磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O,DCPD)复合得到的DCP30粉体材料为固相,以不同浓度碳酸钠溶液为液相,得到碳酸钠改性骨水泥材料。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能材料试验机等手段对不同浓度改性材料进行表征。结果显示:添加碳酸钠液相,骨水泥初、终凝时间分别缩短至16和55min;调控碳酸钠液相浓度,可以实现短期抗压强度优化;使用碳酸钠后,固化自发生成羟基磷灰石(HA)。浸泡模拟体液(SBF)7天,材料表面覆盖HA沉积层,生物活性优越。碳酸钠液相改性硅-磷酸钙复合骨水泥体系的水化性能、短期力学性能以及生物活性均优于Ca3SiO5水泥和未改性硅-磷酸钙复合骨水泥,是一种良好的生物活性骨修复材料。