综述——新型纳米生物材料的研发：模板法制备羟基磷灰石纳米结构微球及其机制探讨

羟基磷灰石作为人体和动物骨骼的主要无机成分,被广泛应用于人体硬组织的修复和替换．而羟基磷灰石微球因具有比表面积大、流动性好等优点,成为生物医学领域的重要研究对象．本文重点论述了采用软/硬模板合成羟基磷灰石纳米结构微球的方法、原理,以及微球和纳米结构的形成机理．提出了羟基磷灰石纳米结构微球研究中存在的问题,并对其前景进行展望．     

β-钛合金生物活性的诱导研究

目的:研究不同碱液处理条件对β-钛合金生物活性的影响.方法:将Ti-15Mo-3Nb、Ti-14Mo-6Zr-3Fe和纯Ti浸泡在不同温度、不同浓度的NaOH溶液中24h后,置于模拟体液中培养,分别于10d和30d后取出试样,通过SEM、XRD和能谱分析来考察其表面钙磷层的沉积情况.结果:经过NaOH处理后,在钛合金表面形成了多孔网状的二氧化钛水凝胶层,置于模拟体液后可沉积出羟基磷灰石层,其中经80℃NaOH处理后的钛合金诱导形成羟基磷灰石的能力较强.不同基体材料诱导沉积羟基磷灰石的能力为:Ti-15Mo-3Nb>Ti>Ti-14Mo-6Zr-3Fe.结论:钛合金经碱液处理后可在模拟体液中沉积出羟基磷灰石层,因此碱液处理使钛合金表现出生物活性.     

羟基磷灰石/胶原类骨仿生复合材料的制备方法及机理

天然骨除了含有羟基磷灰石无机成分外,还有胶原、糖蛋白等少量的有机成分,这种混杂结构使骨具有独特性能。因此模拟天然骨的形成机制,采用仿生的方法制备羟基磷灰石／胶原类骨材料以再生骨的生物学和力学性能势在必行。本就制备羟基磷灰石／胶原类骨仿生复合材料的方法及体外模拟天然骨生物矿化和材料自组装的形成机制进行了综述。     

通过仿生法在镁合金表面制备羟基磷灰石涂层的研究

目的:碱热法和热有机膜法预处理后在镁合金表面仿生制备羟基磷灰石涂层的研究.方法:采用碱热法和热有机膜法对镁合金进行预处理,然后将其浸泡在仿生溶液中制备羟基磷灰石涂层.结果:热有机膜处理后的镁合金,其羟基磷灰石的沉积速度和结晶度都优于碱热法.结论:热有机膜法预处理镁合金能更好的制备羟基磷灰石涂层.     

三种不同表面活性剂对羟基磷灰石纳米颗粒的表面修饰的比较

目的:本研究旨在通过不同方法修饰羟基磷灰石纳米颗粒并检测其稳定性及分散性。方法:首先采用水合热合成法制备羟基磷灰石纳米颗粒,然后用透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(SEM)对其表面形态结构进行表征。我们首次用溴化十六烷三甲基铵(CTAB),PEG2000和人血清对羟基磷灰石纳米颗粒通过共价结合或表面吸附的方式进行表面嫁接,并利用透射电镜,傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对新合成的这三种纳米羟基磷灰石复合物的形貌,结构和晶粒粒径进行表征。对这三种羟基磷灰石纳米颗粒悬浮液的时间沉降曲线进行分析。在分散性上通过检测这三种羟基磷灰石复合物悬浮液在不同pH值下的Zeta电位并绘制Zeta-pH曲线。结果:我们发现CTAB修饰的羟基磷灰石纳米颗悬浮液的悬浮稳定性最佳,其次是PEG2000,最后是人血清。在pH=7.0时,CTAB修饰的羟基磷灰石纳米颗粒的zeta电位值是25.68 m V,而PEG2000修饰的Zeta电位是4.32m V,人血清修饰的Zeta电位是-13.23m V。结论:CTAB表面修饰的羟基磷灰石纳米颗粒相对于其它两种表面活性剂复合物具有更好的分散性和悬浮稳定性,与DNA/RNA结合能力更强。本课题的结果给羟基磷灰石纳米颗粒载体的应用提供了一种新的选择,有望利用亲和力更高的基因载体实现基因治疗,具有广阔的应用前景。     

胶原膜与羟基磷灰石应用于牙周牙髓联合病变的探讨

目的：初步探索胶原膜与羟基磷灰石在治疗牙周牙髓联合病变中牙槽骨缺损的作用。方法：患牙进行根管治疗,调颌及牙周翻瓣术。其中２１例患牙的牙周骨缺损区植入胶原膜和羟基磷灰石;２０例以传统血充盈法关闭骨腔。二组患牙于治疗后１、３、６、１２、２４个月分别进行随访;结果：提示应用胶原膜和羟基磷灰石组的疗效明显优于对照组,并有统计学上差异。结论：胶原膜加羟基磷灰石治疗牙周牙髓联合病变的方法值得提倡。     

生物硬组织材料羟基磷灰石--从天然到人工合成

回顾哺乳动物体硬组织材料无机组成羟基磷灰石的结构部分,综述了以羟基磷灰石为中心的种种生物材料．以及通过组织工程活化的羟基磷灰石与高分子复合材料代表硬组织修复材料的发展方向。     

猪骨羟基磷灰石的结构稳定性

在不同酸碱条件下对猪骨处理,利用转靶Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、红外吸收（ＩＲ）、差热分析（ＤＴＡ）分别对猪骨的物相和微结构进行了分析,并与纯的羟基磷灰石（ＨＡ）进行了比较,研究了猪骨中纳米羟基磷灰石的结构稳定性。实验表明猪骨在弱酸弱碱溶液中羟基磷灰石相是稳定的,但晶粒尺寸、结晶度和非晶含量有所变化。６００°Ｃ的高温处理,可改善其结晶度,这对开发新的骨移植材料有重要意义     

HA结合肽的筛选与序列分析

利用噬菌体随机十二肽库对羟基磷灰石进行结合肽筛选,经4轮生物淘洗和选择、噬菌体扩增和DNA测序,获得一组多肽序列,其中含有较高比例的脯氨酸、亮氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺以及疏水氨基酸。经Blast分析、CLUSTALW多重序列比对推得羟基磷灰石结合肽可能的结合基序为VLPP、LP(X)₆PL/X、PP(X)_4~6P,(X为任意氨基酸)。认为脯氨酸等氨基酸的高比例特性以及结合基序特征可以很好地解释羟基磷灰石的生物可利用性和安全性。在生物体中未发现结合肽有价值的相似DNA编码序列和多肽、蛋白质序列。噬菌体单克隆反筛功能测定进一步确定了相关序列对羟基磷灰石的结合能力。     

一株黑曲霉(Aspergillus niger)对羟基磷灰石合成的诱导

【目的】研究利用真菌诱导的方式合成羟基磷灰石(HAP)。【方法】采用含不同浓度Na2HPO4和CaCO3的PDA(Potato Dextrose Agar Medium)液体培养基,研究黑曲霉作用诱导HAP合成,并用透射电镜(TEM)观察诱导形成的矿物晶体形态和结构、用X射线衍射(XRD)法确定矿物种类。【结果】主要研究结果如下:(1)在含有合适浓度的Na2HPO4和CaCO3的PDA液体培养基中,接入黑曲霉可以诱导HAP晶体的合成。(2)黑曲霉对HAP合成的诱导作用跟反应时间有关,反应时间越长,越有利于生成HAP。分析认为黑曲霉对HAP诱导作用是因其代谢产酸造成对CaCO3的溶解以及菌丝体对Ca2+的富集作用,在菌丝球内先形成白磷钙石,然后进一步转化为羟基磷灰石。【结论】黑曲霉在含Na2HPO4和CaCO3的PDA液体培养基中能诱导羟基磷灰石的生成。由于黑曲霉诱导合成HAP的反应条件温和,制备工艺简单,成本低,因此具有潜在应用前景。     

MC 3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖和分化

用原位合成纳米羟基磷灰石的方法制备多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架;在支架上接种MC 3T3-E1细胞,瑞氏染色检测细胞形态,MTT法检测其增殖情况;在诱导培养基中培养30d后,碱性磷酸酶染色比较其分化水平;定量检测细胞的碱性磷酸酶活性;RT-PCR检测成骨相关基因的表达情况。实验结果表明：MC 3T3-E1细胞在纳米级羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上粘附铺展良好,其增殖率显著高于培养于纯壳聚糖支架上的细胞。碱性磷酸酶染色表明复合支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达。进一步定量检测细胞的碱性磷酸酶活性,结果说明在复合支架上细胞比纯壳聚糖支架上培养的细胞碱性磷酸酶活性提高了约8倍。此外,骨分化相关特征基因骨桥蛋白OPN在复合支架上培养的细胞中的表达水平也明显高于纯壳聚糖上培养的细胞。分化成熟标志基因骨钙素OC在复合支架上培养的细胞中有表达,但是纯壳聚糖支架上培养的细胞中却未检测到。支架中纳米羟基磷灰石的加入不仅提高了前成骨细胞在复合支架上的增殖,而且还促进了它的分化。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表现出良好的生物相容性和生物活性,是极具前景的骨组织工程支架材料。     

MC 3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖和分化

用原位合成纳米羟基磷灰石的方法制备多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架;在支架上接种MC3T3-E1细胞,瑞氏染色检测细胞形态,MTT法检测其增殖情况;在诱导培养基中培养30d后,碱性磷酸酶染色比较其分化水平;定量检测细胞的碱性磷酸酶活性;RT-PCR检测成骨相关基因的表达情况。实验结果表明:MC3T3-E1细胞在纳米级羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上粘附铺展良好,其增殖率显著高于培养于纯壳聚糖支架上的细胞。碱性磷酸酶染色表明复合支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达。进一步定量检测细胞的碱性磷酸酶活性,结果说明在复合支架上细胞比纯壳聚糖支架上培养的细胞碱性磷酸酶活性提高了约8倍。此外,骨分化相关特征基因骨桥蛋白OPN在复合支架上培养的细胞中的表达水平也明显高于纯壳聚糖上培养的细胞。分化成熟标志基因骨钙素OC在复合支架上培养的细胞中有表达,但是纯壳聚糖支架上培养的细胞中却未检测到。支架中纳米羟基磷灰石的加入不仅提高了前成骨细胞在复合支架上的增殖,而且还促进了它的分化。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表现出良好的生物相容性和生物活性,是极具前景的骨组织工程支架材料。     

羟基磷灰石／聚乳酸及其共聚物复合生物材料

阐述了羟基磷灰石、聚乳酸和聚乙醇酸各自的结构性能特点;总结了两者通过复合有望得到具有良好力学性能、生物相容性、骨传导性的可降解羟基磷灰石／聚乳酸复合生物材料;最后展望了这类复合生物材料的发展方向。     

新型、高效球形羟基磷灰石分离介质

本文简单回顾了羟基磷灰石介质发展过程,测试了直接合成新型高效球形羟基磷灰石的构成如球形颗粒的形貌、晶体结构以及基本性能,如流速、流速和操作柱压的关系、键合容量、蛋白的回收等,同时叙述了纯化生物技术产品和生物体样品的效果。     

新型,高效球形羟基磷灰石分离介质

本文简单回顾了羟基磷灰石介质发展过程,测试了直接合成新型高效球形羟基磷灰石的构成如球形颗粒的形貌、晶体结构以及基本性能、如流速、流速和操作柱压的关系、键合容量、蛋白的回收等,同时叙述了纯化生物技术产品和生物体样品的效果。     

羟基磷灰石生物安全性试验研究

为了评价羟基磷灰石的生物安全性,依据相关的医疗器械行业标准和GB/T16886系列标准,对该材料进行了迟发型超敏反应试验、热原试验、急性全身毒性试验、细胞毒性试验等一系列生物安全性试验,并对试验数据进行了分析评价,结果表明,羟基磷灰石具有良好的安全性。     

丝素蛋白/羟基磷灰石复合物对磷酸钙骨水泥性能的影响

目的：磷酸钙骨水泥（Calcium phosphate cement,CPC）以其诸多优点正得到了越来越多的应用,但其较差的力学性能表现也限制了它的使用范围。本研究目的在于改善磷酸钙骨水泥的力学性能,同时评估改性后的磷酸钙骨水泥的其他性能。方法：通过丝素蛋白（Silk fibroin,SF）的矿化自组装方法制备丝素蛋白／羟基磷灰石复合物（silk fibroin/hydroxyapitite composite, SF/HA）。按照1％、2％、3％、4％的质量分数加入磷酸钙骨水泥中,与磷酸钙骨水泥组对比。比较内容包括力学强度、抗渍散性能及细胞毒性。结果：以丝素蛋白溶液为液相组的磷酸钙骨水泥强度大约为35MPa。随后随着添加丝素蛋白／羟基磷灰石复合物的质量分数从1％增至3％,磷酸钙骨水泥的强度逐渐增加（P〈0．05）,最高约至45MPa。而当丝素蛋白／羟基磷灰石的质量分数达到4％时,磷酸钙骨水泥的强度较质量分数3％组小幅度下降至43MPa（P〈0．05）。以丝素蛋白溶液作为液相时,磷酸钙骨水泥的抗溃散能力也得到了加强。在MTT法测定细胞活力的对照实验中,无论是加入丝素蛋白溶液或丝素蛋白／羟基磷灰石复合物,都未观察到细胞毒性。结论：在磷酸钙骨水泥中加入3％质量分数的丝素蛋白／羟基磷灰石复合物,能显著提高磷酸钙骨水泥的抗压强度。而丝素蛋白溶液作为液相可改善磷酸钙骨水泥的抗溃散能力。同时,丝素蛋白和丝素蛋白／羟基磷灰石复合物都不表现出细胞毒性。更理想的力学强度和更强的抗溃散能力,大大扩展了磷酸钙骨水泥的应用范围。     

实心球形羟基磷灰石的理化性能及蛋白质分离

羟基磷灰石(HAP)常用作分离蛋白质、酶和核酸等生物大分子的介质。球形羟基磷灰石(S-HAP)的制备方法多为喷雾干燥法和惰性基核包覆法。我们用新建立的一种湿化学反应——成形法制备实心、均质的 S-HAP。其要点是:将含钙盐、磷酸盐、羟基提供剂和成形剂等的混合液置于水浴或微波场中加热反应而得。它是集水解、均相沉淀、成形和改性于同一过程的全新方法,一步反应即获得 S-HAP,方法细节将另行发     

羟基磷在石水泥的体外生物学安全性试验

羟基磷灰石水泥是新型的羟基磷灰石类 工骨材料。１９９１年得到美国食品与药物管理局的批准,在临床试用,用于颅骨缺损的填充治疗。华东理工大学最后研制了类似的ＨＡＣ。我们用它的生理盐水浸出液对其进行了生物学安全性试验、包括细胞培养毒性试验,全身注射性试验,Ａｍｅｓ试验,微核试验     

一种改进的羟基磷灰石层析法分离DNA的恒温加热装置

本文设计了一种控温准确,操作简便的加热装置,提高了羟基磷灰石层析的分辨能力,并研究采用此装置在不同温度条件下的层析效果。实验证明,用羟基磷灰石层析法分离单、双链DNA,60℃时分离效果最佳,65℃以上则严重影响层析结果,层析温度应控制在60℃±5℃。