复合生物材料的研究进展

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复合细菌纤维素材料的研究进展

复合细菌纤维素材料的研究进展摘要：细菌纤维素（BC）是一类由微生物合成的可降解环保型生物高分子材料。

近年来，国内外研究者致力于对BC进行生物和化学改性，研制出多种复合细菌纤维素材料。

复合细菌纤维素材料在一定程度上优化了BC的理化和生物学、材料学性能，拓宽了BC的应用范围和领域。

本文简要介绍细菌纤维素的性质和应用，并对发展前景进行展望。

关键词：细菌纤维素、复合、应用细菌纤维素（简称BC）是由微生物发酵合成的多孔性网状纳米级生物高分子聚合物，因其由细菌合成而命名为细菌纤维素。

目前已知的细菌纤维素生产菌属有醋杆菌属、无色杆菌属、假单胞菌属、根瘤菌属、八叠球菌属、气杆菌属、固氮菌属、土壤杆菌属和产碱杆菌属等，其中研究最多、合成能力最强、生产潜力最大的菌种是木醋杆菌。

BC的纤维直径在纳米范围内，其相互交错无序排列形成微纳米级的孔隙，为许多小分子进入提供了合适的空间。

以BC为模板，利用其纳米级的超细网络结构以及其表面大量的活泼羟基，通过化学修饰、材料复合等途径，可以赋予BC更多特殊性能。

一、细菌纤维素的特性1、1 纳米结构细菌纤维素具有独特的束状纤维，其宽度约100ｎｍ，厚度为3—8ｎｍ，单根细丝纤维直径为2—5nm，属于纳米级纤维，其大小为人工合成纤维的1/10，在纤维研究中是目前发现最细的天然纤维。

1、2 高持水性和高透气性细菌纤维素分子内有大量的亲水基团及很多孔道，因此具有良好的透气、透水和持水性能。

根据实验条件不同，细菌纤维素可吸收比自身干重大60—700倍的水分，细菌纤维素膜的持水性能为600%—1000%。

1、3 高抗张强度和弹性模量细菌纤维素因其分子内存在大量的氢键，而具有高杨氏模量，其经处理后，弹性模量可达1.5×109Pa，这一性能满足其作为医用敷料、医用组织器官及其他产品的要求。

细菌纤维素抗撕拉能力是同样厚度的聚乙烯和聚氯乙烯膜的6倍，证明了细菌纤维素膜比人类的动脉和静脉更有弹性。

聚合物基复合材料的发展现状和最新进展

聚合物基复合材料的发展现状和最新进展聚合物基复合材料是由聚合物基质中加入颗粒、纤维或薄片状增强材料制成的材料。

它具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

下面将介绍聚合物基复合材料的发展现状和最新进展。

1.纳米材料的应用：近年来，纳米材料成为聚合物基复合材料的研究热点。

纳米粒子的添加能够提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性能。

例如，纳米粒子的添加可以提高聚合物基复合材料的强度和硬度，使其具有更好的抗冲击性能和热阻性能。

2.高性能增强材料的研发：为了提高聚合物基复合材料的力学性能，研究人员不断提出新的增强材料。

例如，石墨烯是一种具有优异力学性能和导电性能的二维纳米材料，已被广泛应用于聚合物基复合材料中。

同时，碳纳米管、纳米纤维和陶瓷纤维等增强材料也在不断研发中，并取得了较好的效果。

3.新型复合材料的研制：除了传统的增强材料外，研究人员还在努力研制新型复合材料。

例如，聚合物基复合材料中加入具有形状记忆功能的材料，可以使复合材料具有形状可逆调变的功能。

此外，聚合物基复合材料中加入具有光敏性能的材料，可以使复合材料具有光刻功能，从而实现微纳米加工和器件制备。

1.可持续性发展：随着环境问题的日益突出，研究人员开始关注聚合物基复合材料的可持续性发展。

他们试图将可持续材料（如生物基材料）应用于聚合物基复合材料中，以减少对环境的影响。

同时，研究人员还探索了聚合物基复合材料的循环利用和回收利用技术，以实现资源的有效利用。

2.多功能复合材料的研究：为了满足不同领域的需求，研究人员开始研究多功能复合材料。

多功能复合材料可以同时具有力学性能、光学性能、导电性能、热学性能等多种功能。

例如，研究人员研制出了具有自修复功能的聚合物基复合材料，可以在受损后自动修复，延长使用寿命。

3.智能复合材料的研制：智能复合材料是指能够根据环境和外界刺激自主调整性能的复合材料。

例如，研究人员设计了具有温度响应性能的聚合物基复合材料，可以根据温度的变化改变其形状和力学性能，实现智能控制。

生物材料研发的新进展

生物材料研发的新进展在当今科技不断发展的年代，生物材料研发成为了一个备受关注的领域。

生物材料的应用范围非常广泛，主要包括医疗、食品、农业和环境等领域。

随着人们对于健康和生活质量要求的不断提高，对于优质生物材料的需求也越来越大。

因此，生物材料研发的新进展是一个备受关注的话题。

一、生物可降解材料的发展生物可降解材料是指与自然环境相容的材料，能够被微生物降解变成二氧化碳和水。

生物可降解材料的应用范围非常广泛，主要是因为它具有良好的生物相容性、可降解性和可塑性等特点。

随着人们对于环境污染和可持续发展的要求越来越高，生物可降解材料的研究和应用也越来越重要。

目前，生物可降解材料的应用主要集中在医疗领域。

例如，可降解的生物材料可以被应用到骨修复、软组织修复和药物输送等方面。

随着生物可降解材料的发展和应用不断深入，其在农业、食品和环境等领域的应用也将越来越广泛。

二、仿生材料的研究仿生材料是指模仿生物体结构、功能和性能的材料。

仿生材料的研究是一项新兴的领域，它通过借鉴生物体的原理，设计出人造材料来模仿自然物体的结构和机能。

这种材料可以应用于各个领域，例如无人机的机翼，医疗领域的人工心脏瓣膜等。

在仿生材料的研究过程中，一个重要的问题是如何通过仿生材料来提高材料的可控性和性能。

目前，研究人员正在借助3D打印技术来制造仿生材料。

通过3D打印技术，科学家可以设计出各种形状和结构的材料，以满足不同的需求。

三、生物材料的纳米技术应用纳米技术是一种将物质加工成纳米尺度的新技术，它可以改变物质的性质和功能。

生物材料的纳米技术应用是一个新兴的领域，它主要是利用纳米技术来改进和设计生物材料的性能和功能。

生物材料的纳米技术应用主要包括以下几个方面：1. 纳米粒子在生物材料中的应用：纳米粒子可以通过极小的体积和表面积来提高生物材料的性能。

例如，可以利用纳米粒子来改善药物输送系统的性能，从而提高药物的疗效。

2. 纳米纤维材料：纳米纤维材料可以提供更大的表面积和更好的机械性能，从而可以作为优良的医用材料。

纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展_李志宏

医疗卫生装备·２００７年第２８卷第４期ＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌ·２００７Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４纳米羟基磷灰石及其复合材料的研究进展李志宏武继民李瑞欣许媛媛张西正（军事医学科学院卫生装备研究所天津市３００１６１）摘要纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性，是较好的生物材料，被广泛应用于骨组织的修复与替代技术。

但是，由于材料本身力学性能较差制约了羟基磷灰石的进一步应用，因此，提高及制备综合性能优越的纳米羟基磷灰石复合生物材料是当今研究的重心和热点。

综述了纳米羟基磷灰石制备的主要方法及其复合生物材料的研究进展，并探讨了纳米羟基磷灰石骨修复材料的发展方向。

关键词纳米羟基磷灰石；复合材料；骨修复Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅＬＩＺｈｉ－ｈｏｎｇ，ＷＵＪｉ－ｍｉｎ，ＬＩＲｕｉ－ｘｉｎ，ＸＵＹｕａｎ－ｙｕａｎ，ＺＨＡＮＧＸｉ－ｚｈｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｄｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＮａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎｄｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｏｓｓｅｏｕｓｔｉｓｓｕｅ，ｏｗｉｎｇｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｉｓｓｕｅｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｂｕｔｔｈｅｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｒｅｓｔｒｉｃｔｓｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌ，ｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｄｉｃａｔｅｄｔｏｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｍａｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｎａｎｏ－ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ；ｂｏｎｅｒｅｐａｉｒ作者简介：李志宏，硕士，主要从事高分子材料和生物材料方面的研究；武继民，博士，硕士生导师，副研究员。

生物材料的研究进展

标题：生物材料的研究进展摘要：本文主要讨论了生物材料的研究进展，包括其定义、分类、应用以及当前的研究热点和未来可能的趋势。

我们还将讨论一些重要的研究成果，以及这些成果如何影响生物材料的发展和应用。

一、引言生物材料是一种用于替代、修复或增强人体组织的材料。

它们通常由生物兼容性材料制成，旨在模拟天然组织的结构和功能，以最小化免疫反应并促进组织愈合。

随着医疗技术的进步，生物材料的研究和应用已经取得了显著的进展。

二、生物材料的分类和当前研究热点1.天然生物材料：许多天然生物材料，如骨胶原、真皮脂肪等，已经被成功地用于组织工程和再生医学。

这些材料具有天然组织的结构和功能，可以促进细胞粘附和生长。

2.合成生物材料：合成生物材料，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等，在组织工程和药物传递领域中得到了广泛应用。

这些材料可以通过生物降解和再利用，提供持续的药物释放，并促进组织再生。

3.复合生物材料：复合生物材料是由两种或多种具有不同特性的材料组合而成。

例如，聚合物/生物活性物质的复合材料，可以同时提供机械性能和生物活性。

此外，纳米复合材料也被广泛研究，因为它们具有优异的力学性能和生物兼容性。

当前的研究热点包括开发新型生物材料以应对复杂的医疗需求，如组织修复、药物传递和疾病治疗等。

此外，如何优化生物材料的性能，减少免疫反应，提高组织愈合速度，也是当前研究的重点。

三、研究成果和未来趋势近年来，我们已经取得了许多重要的研究成果，包括开发出新型生物降解塑料、成功应用于组织工程的药物传递系统等。

未来，随着生物材料的进一步研究和开发，我们有望看到更多的创新性应用和治疗方法。

未来趋势包括更深入地了解生物材料的分子和细胞机制，以优化其性能；利用先进的制造技术，如3D打印，生产定制化的生物材料；以及探索新的应用领域，如生物医用塑料在创伤修复和器官再生医学中的应用。

四、结论生物材料的研究进展显著，它们在组织工程、药物传递和疾病治疗等领域中发挥了重要作用。

材料学中的生物纳米复合材料研究

材料学中的生物纳米复合材料研究在材料学领域，随着科技的不断发展，人们对于新型材料的研究兴趣不断增加。

其中，生物纳米复合材料成为了研究的热点之一。

生物纳米复合材料是利用纳米技术将生物材料与纳米材料相结合而形成的一种新型复合材料。

它具有许多优异的性能和广泛的应用前景。

本文将介绍生物纳米复合材料的研究进展和应用领域。

1. 生物纳米复合材料的制备方法生物纳米复合材料的制备方法多种多样，其中常见的方法包括化学合成法、物理合成法和生物合成法。

化学合成法是利用化学反应将纳米材料与生物材料进行复合，如溶液法和溶胶-凝胶法。

物理合成法是通过物理手段将纳米材料与生物材料进行复合，如热处理、电化学方法和机械处理等。

生物合成法则是利用生物体自身的特性合成纳米材料，并将其与生物材料进行复合，如细菌发酵法和植物提取法。

2. 生物纳米复合材料的性能特点生物纳米复合材料在性能上具有许多独特的特点。

首先，生物纳米复合材料具有较高的表面积与体积比，这使得材料具有更好的催化活性和吸附性能。

其次，生物纳米复合材料的生物相容性较好，不易引起免疫反应和毒性反应，因此在药物传输和组织工程等领域具有广阔的应用前景。

此外，生物纳米复合材料还具有较高的力学性能和耐热性能，可以满足不同领域的需求。

3. 生物纳米复合材料的应用领域由于其优异的性能，生物纳米复合材料在许多领域得到了广泛的应用。

首先，它在生物医学领域具有重要的应用前景。

生物纳米复合材料可以用于制备药物载体，用于控释药物，提高药物的疗效和降低药物的副作用。

其次，生物纳米复合材料还可以应用于环境保护领域，如用于废水处理、重金属离子吸附等。

除此之外，生物纳米复合材料还可以用于传感器、催化剂等领域。

4. 生物纳米复合材料的发展趋势随着科技的不断进步，生物纳米复合材料的研究将会取得更大的突破和进展。

首先，研究人员将继续改进制备方法，以实现更高效、可控的生物纳米复合材料的制备。

其次，研究人员将进一步探索材料的性能调控机制，以提高材料的性能和稳定性。

纤维素纳米晶体增强生物塑料复合材料的研究进展

作者简介：
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木质素复合水凝胶性能及应用的研究进展

木质素复合水凝胶性能及应用的研究进展一、本文概述木质素复合水凝胶作为一种新型的生物材料，近年来在科研领域引起了广泛关注。

其独特的结构和性能，使其在生物医药、农业、环保等多个领域具有广阔的应用前景。

本文旨在综述木质素复合水凝胶的性能及其在各领域的应用研究进展，以期为推动该材料的进一步发展提供参考。

本文将首先介绍木质素复合水凝胶的基本概念和制备方法，阐述其独特的结构和性能特点。

随后，将重点综述木质素复合水凝胶在生物医药、农业、环保等领域的应用研究进展，包括药物载体、组织工程、农业保水、重金属离子吸附等方面的应用。

还将对木质素复合水凝胶的改性方法和性能优化进行探讨，以期提高其在实际应用中的性能表现。

本文将总结木质素复合水凝胶的性能特点和应用前景，展望其未来的发展方向和潜在应用价值。

通过本文的综述，希望能够为木质素复合水凝胶的研究和应用提供有益的参考和指导。

二、木质素复合水凝胶的制备木质素复合水凝胶的制备是其在各种应用中使用的前提。

木质素因其独特的化学和物理性质，如良好的生物相容性、可再生性、环境友好性以及在多种溶剂中的溶解性等，成为了制备复合水凝胶的理想选择。

复合水凝胶的制备过程涉及多个步骤，包括原料的选取、预处理、混合、交联反应以及后续的成型和干燥等。

原料的选取是关键。

木质素来源广泛，可以从不同的植物或工业废弃物中提取，如木材、农作物废弃物等。

这些原料经过破碎、研磨和提取等预处理后，得到纯度较高的木质素。

将木质素与其他高分子材料或纳米材料进行混合。

这些材料可以是天然高分子，如壳聚糖、海藻酸钠等，也可以是合成高分子，如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等。

混合过程可以通过溶液共混、熔融共混等方法进行。

接下来，通过交联反应使木质素与其他高分子之间形成化学键合。

这可以通过引入交联剂，如甲醛、戊二醛等，或者使用光引发、热引发等方法进行。

交联反应可以使木质素复合水凝胶具有更好的稳定性、机械性能和吸水性能。

通过成型和干燥等步骤得到最终的木质素复合水凝胶。

合成生物学研究进展与发展趋势

合成生物学研究进展与发展趋势合成生物学是一门交叉学科，涵盖了生物学、化学、工程学等多个领域，旨在通过对生物系统的理解和工程设计，构建新的生物系统，解决现实中的问题。

随着科学技术的不断发展，合成生物学已经成为一个研究热点，并取得了一系列重要的研究进展。

本文将介绍合成生物学的研究进展及其未来的发展趋势。

一.合成生物学研究进展1.基因合成合成生物学的核心在于通过重新设计DNA序列，构建新的生物系统。

在这个过程中，基因合成技术起到了至关重要的作用。

基因合成技术可以将人工设计的DNA序列合成成为真实存在的DNA分子，并通过基因转移技术在细胞中实现功能。

基因合成技术的出现为合成生物学的发展提供了基础支撑。

2.转录的重编程转录重编程是指通过改变细胞内转录物的含量和组成来实现对细胞特性的重编程。

这种技术可以通过改变基因的表达水平，实现对细胞特性的调控。

在合成生物学中，转录重编程技术可以用来控制细胞的代谢通路和信号传递网络，从而实现对生物系统的重构。

3.代谢工程代谢工程是一种通过改变代谢通路来实现对生物表现的调控的技术。

利用代谢工程的方法可以通过调整细胞内代谢方式，实现对微生物的生产过程进行优化。

代谢工程技术在生物生产和药物开发等领域有着广阔的应用前景。

4.宏观合成宏观合成是指通过组合具有特定功能的细胞，构建出具有新生物体性质的生物组合体。

这种技术可以通过将多个细胞转化为互补功能的系统，来实现对生物性质的控制。

宏观合成技术在生物医学、生物能源等领域有着广泛的应用。

5.人工细胞人工细胞是指通过合成生物学的技术，构建出具有特定功能的细胞。

由于人工细胞是由DNA分子控制的，因此可对细胞的性质进行改造。

人工细胞技术在生物治疗和生物传感等领域有着广阔的应用。

二.合成生物学未来的发展趋势1.生物计算生物计算是一种利用生物分子的计算特性来实现信息处理的技术。

例如，DNA分子可以用来表示数字和逻辑运算。

将生物计算技术应用于合成生物学中，可以构建出更加灵活的生物系统，从而实现对生物系统的更加复杂的控制。

丝素蛋白复合材料的研究进展

丝素蛋白复合材料的研究进展唐春怡宁晚娥毛文洁林海涛(广西科技大学生物与化学工程学院，柳州545006)摘要丝素蛋白作为天然高分子，具有良好的生物相容性、可降解性，在医用材料、食品、化妆品方面作为复合材料组分的研究越来越受到重视。

综述了丝素蛋白分别与壳聚糖、纤维素、角蛋白、聚乙烯醇、聚电解质、聚氨酯、无机硅和羟基磷灰石互配所制得的复合材料的研究进展，分析了丝素蛋白复合材料的发展趋势。

关键词丝素蛋白，复合材料，进展Research progress on silk fibroin composite materialsTang Chunyi Ning Wane Mao Wenjie Lin Haitao(College of Biological and Chemical Engineering,Guangxi Universit of Science andTechnology,Liuzhou 545006)Abstract Silk fibroin as a natural polymer,possesses good biocompatibility and biodegradability.The studyon silkfibroin as the component of composites in medical materials,food,cosmetics are paid more and more attention.The re-search progress on the composite materials from the combination of silk fibroin with chitosan,cellulose,keratin,polyviny lalcohol,polyelectrolyte,polyurethane,inorganic silicon,hydroxyapatite were reviewed respectively .and the developingtrend of the silk fibroin composites was analysed.Key words silk fibroin,composite material,progress近年来，天然高分子和合成高分子材料的应用范围已逐渐发展到临床修复和组织工程支架中。

纳米羟基磷灰石／聚合物复合生物材料的制备方法研究进展

（ｃｏｌｆｈｍｓｙａｄＣｅｃｌｎｉｅｒｇＡｈｉｎｖｒｔ，ｎｕＨｆ３０９ＳｈｏｏＣｅｉｒｎｈｍａＥｇｅｎ，ｎｕＵｉｓｙＡｈｉｅｉ０３）ｔｉｎｉｅｉｅ２
ＡｓａｔＨｄｏｙｐｔｅｉｏｅｍｊｏｐｎｎｅｎｔｒｏｅｄｈｓｅｎｗｄｌｕｅｃｎｔｃｖｄｂｔｃｒｙｒａａｔｓｎａｒｍｏｅｔｔａａｂｎａｅｉｅｓｄａｒｏｓｕｔｅａｘｉｏｃｆｏｈｕｌｎａｂｙｓｅｒｉｎ
条件的不同，力学性能波动很大，结后的加工过程烧
材料复合，用于骨替代的生物医用复合材料而言，对
由于自然骨是由纳米羟基磷灰石和胶原组成的天然
复合材料，而羟基磷灰石／合物复合生物材料已因聚
ＴｈｏｒｓｎＰｒｐｒｉｎｏｎ — ｙｒｘａａｉｅＰｏｙｅｅＰｇｇｅｓｉｅａｔｏｆＮａｏ— ｈｄｏｙｐｔｔ／ｌｍｒ
ＣｏｍｐｓｔｏｏｉｅＢｉｍａｅｉｌｔｒａｓ
ＣｏＹａｇＬｕＸｉｏｏｇＲｕＬｎＣｅｅＨｕｎｐｎＳｅｈａａｎｉａｒｎｉｇｈｎＬｉａｇＹｉｉｇｈｎＹｕｕ
成为硬组织修复材料当前研究的重点和发展方向［。
维普资讯
第２卷第２期１２００７年２月
化工ＷＦＵ
ＣｈｍｉｌｎｕｔｉｓｅｃｄｓｒＴｍｅａＩｙ

PVA复合材料的研究进展

Vol 138No 11・8・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第38卷第1期2010年1月基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573061);四川省应用基础研究基金资助项目(07J Y0292065);成都尤耐复合材料有限公司资助项目(2008H01144)作者简介:张琳琳(1979-),女,硕士研究生,研究方向:高分子复合材料。

联系人:张志斌,教授,硕导,研究方向:高分子材料。

PVA 复合材料的研究进展张琳琳1　邵　丽1　崔园园1　冯超阳1　张志斌13　陈世龙2(1.西南交通大学生命科学与工程学院,成都610031;2.浙江凌志精细化工有限公司,杭州311305)摘　要　PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,具有强亲水性、优良的成膜性、可纺性好、并具有较好的力学性能,并且还不易受污染及突出的物理和化学稳定性,具有良好的生物降解性和生物相容性。

本文综述了PVA 在静电纺丝、相变材料和膜污染三方面的应用展开讨论。

关键词　PVA (聚乙烯醇),静电纺丝,相变材料,膜污染Progress of the study on PVA compositesZhang Linlin 1　Shao Li 1　Cui Yuanyuan 1　Feng Chaoyang 1　Zhang Zhibin 1　Chen Shilong 2(1.College of Life Science and Engineering ,Sout hwest Jiaotong University ,Chengdu 610031;2.Zhejiang Lingzhi Fine Chemicals Company Limited ,Hangzhou 311305)Abstract PVA (polyvinyl alcohol )is a kind water soluble polymers ,produced by hydrolyzing the polyvinyl ace 2tate ,it has strongly hydrophilicity ,excellent film 2forming ,good spinnability ,also good mechanical properties.It is not easily polluted by environment ,has good ability of physical ,chemical stability ,good biodegradability and the biocompati 2bility.This preview summarized three applications of PVA in the electrospinning ,the phase change materials ,membrane fouling and some discussions about these.K ey w ords PVA (polyvinyl alcohol ),electrospinning ,phase change material ,membrane fouling PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,其分子主链为碳链,每一个重复单元上含有一个羟基,由于羟基尺寸小,极性强,容易形成氢键,因此PVA 具有良好的水溶性、成膜性、黏结力和乳化性,良好的耐油脂性和耐溶剂性[1]。

壳聚糖复合生物材料研究进展

存在于蟹、虾等低等动物以及藻类、菌等低等植物真
磷酸钙陶瓷由于具有与钙化组织（骨组织、如牙
中，量极其丰富，含自然界每年产量约在１ｍ～１ｕ，齿等）物质相似的组成、良的生物相容性和生物０ｔ０ｔ矿优是仅次于纤维素的第二大多糖。作为生物医用材料，活性以及能够与宿主组织形成化学键合的能力，年近壳聚糖生物相容性好且能被生物降解，降解产物无毒来成为骨修复替代材料的研究热点，广泛应用于非负
维普资讯
２０年２月０７
壳聚糖复合生物材料研究进展
睡
壳聚糖复合生物材料研究进展
王畅，陈晓明
（武汉理工大学生物材料工程中心，湖北武汉４０７）３００
摘要：综述了壳聚糖复合生物材料的研究现状。壳聚糖是自然界中产量仅次于纤维素的第二大多糖，有优异的生物学性能，生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用前景，在对复合材料进行了概述，对壳聚糖复合生物材料的研究发展前景予以展望。关键词：壳聚糖；复合；生物材料
Ａｂｔｃ：ｈｅｅｔｌ８ａｃｄｄｖｌｐｎｆｃｉｓｏｏｉｓｗｒｅｉｗｄｓｒｔＴｅｒｃｎ＂ｅｒｂａｅｅｏｍｅｔｏｈｔａｃｍｐｓｔｅｅｒｖｅｅ．Ｃｉｓｎｉｈａ￣ｎｏｎｅｈｔａｓｔｅｏ
Ｋｙｗｏｄｃｉｓｎｃｍｐｓｔ；ｉｍａｅｉｓｅｒｓ：ｈｔａ；ｏｏｉｂｏｔｒａｏｅｌ

生物材料的最新研究进展

生物材料的最新研究进展随着科技的不断发展，生物材料领域也在不断涌现出新的研究成果。

这些成果不仅推动了生物医学领域的进步，也为诸如环境保护、工业制造等其他领域提供了新思路和新方法。

那么，生物材料的最新研究进展都有哪些呢？一、仿生材料仿生材料是一种源自于自然界，具有优异性能和结构的材料。

近年来，科学家们不断深入研究自然界中生物的材料结构和性能，并将其应用于仿生材料的研究中。

比如，有些科学家研究发现，鲨鱼皮肤中有一种特殊的纳米结构，可以有效抑制海藻和细菌的附着。

通过仿照其纳米结构，科学家们设计制造出了一种能够有效抵御污垢和水分附着的表面涂层材料，该材料能够应用于医疗、环境保护等领域。

二、生物可降解多孔聚合物生物可降解多孔聚合物是一种能够降解为无害物质，并产生良好组织相容性的聚合物材料。

这些聚合物材料在生物医学领域中被广泛应用，如用于组织工程、药物植入等。

最新研究显示，科学家们发现一种新型的生物可降解多孔聚合物材料，其分子内包含多种活性基团，可以有效促进组织细胞的生长和再生。

这种材料不仅可以在生物医学领域中应用，同时也为环境保护、工业生产领域等提供了新思路。

三、仿生组织仿生组织指的是在生物外界因素的调节下，通过模拟生物组织在生物体内的生长和分化过程，研究和制造出一种类似于生物组织的材料。

近年来，随着生物医学领域的不断发展和研究，仿生组织的研究也取得了重要突破。

比如，科学家们成功制造出一种能够与人体器官相兼容的仿生器官材料，该材料具有与人体组织相似的成分和结构，可以用于人体组织再生和移植。

四、自修复聚合物自修复聚合物是指那种具有自我修复性能，并且在损伤处能够自动重组修复的聚合物材料。

近年来，自修复聚合物的研究已经走过了理论验证阶段，并逐渐向着实际应用领域发展。

比如，科学家们研究发现新型的自修复聚合物材料，具有较强的自我修复、防水和抗氧化性能。

这些性能可以广泛用于电子产品、建筑材料、航空航天领域等需要高性能材料的领域。

羟基磷灰石／聚合物可降解生物复合材料的研究进展

羟基磷灰石／聚合物可降解生物复合材料的研究进展羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?357?羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展罗平辉,赵玉涛,戴起勋,林东洋,施秋萍(江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013)摘要HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚舍物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配总结了羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的最新研究进展,并分析了目前该材料在研究和临床应用上存在的问题,讨论了其未来的发展方向.关键词羟基磷灰石/聚合物复合材料生物可降解研究进展TheResearchPlofBiodegradableHydroxyapatite/PolymerBio-compositeMaterials LUOPinghui,ZHAOYutao,DAIQixun,LINDongyang,SHIQiuping (SchoolofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013) AbstractBiodegradablehydroxyapatite/polymerbiomaterialsmimicthenaturalbonetOso meextent,andthe degradablepolymerisdissolvedandabsorbedormetabolizedbydegrees,thehydroxyapatite (HA)ceramicdegradespartlyandextricatesCaandP()i—whichareabsorbedandutilizedbyhumantissuestOgeneratefreshtissues.Fur thermore,degradablepolymercancontributetOtoofastdegradationofHAtOmatchtherateb etweendegradationofHAandformationoffreshbonetissues.Inthisarticle.thelatestadvancementinresearchofbio degradableHA/poly—merbiomaterialsaresummarized.Simultaneously,someproblemsofthebiomaterialsinrese archandclinicareanalyzed andsomepossiblefuturedevelopingtrendsarealsodiscussed. Keywordshydroxyapatite/polymercomposites,biodegradable,researchprogressO前言羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),其化学组成为ca10一(P4)s(0H)z,与天然磷灰石矿物相似,具有良好的生物相容性(biocompatibility)和生物活性(bioactivity),是脊椎动物骨和齿的主要无机成分[1].自2O世纪7O年代中期美国和日本的学者研制成功人造多晶羟基磷灰石以来,这种生物材料已广泛用于外科手术中,作为人工骨骨骼和人工牙齿骨的填充,置换与结合材料[2j.然而,单一HA在生理环境下的脆性及低疲劳强度限制了其在负荷下骨修复或骨替代的应用[3].因此,为了适应临床需要,基于HA的复合材料是近年来生物复合材料研究与开发的热点.当前,基于HA的复合材料可分为3类,即HA/金属复合材料,HA/陶瓷复合材料和HA/聚合物复合材料.其中,HA/金属复合材料是目前临床上研究较多的一种,但该复合材料仍存在金属腐蚀,在骨一移植体界面可能形成密集纤维组织问题_4]以及应力屏蔽问题_5].而HA/陶瓷复合材料也存在许多问题,如生物惰性Al.()3和Zb陶瓷的断裂特性比人体骨要差,陶瓷材料弹性模量较高且具有脆性,它们在力学上并不与骨相容等.因此,开发生物活性HA陶瓷与断裂韧性较好的有机聚合物进行复合是一条行之有效的途径,特别是HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚合物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配.生物可降解性植入材料具有以下优点而受到国内外研究者的重视:(1)无需二次手术取出;(2)机械强度逐渐衰减,不抑制骨骼生长,降低了金属装置由于应力屏蔽效应引发骨质疏松症的危险性;(3)无金属腐蚀引发的组织反应.HA/生物可降解复合材料除了具备上述性能外.HA本身的生物活性有可能得以提高.因此,HA/聚合物可降解复合材料的研究与开发对人工骨修复材料在基础理论和临床上应用均具有十分重要的意义.1国内外研究现状目前国内外研究主要在探索与HA复合较理想的聚合物材料以及复合材料的制备技术上.对于材料方面,研究较多的是胶原(collagen,Co1),聚乳酸(poly(1acticacid),PLA)及聚己内酯(polyeaprolactone,PCL)与HA的复合,如ShinHasegawa*江苏省自然科学基金项目资助(BK2OO3O51);江苏省铝基复合材料工程技术研究中心研发项目(BM2Oo3Ol4)罗平辉:男,1980年生,硕士研究生E-mail:******************赵玉涛:联系人,1964年生,博士,教授,博士生导师Tel:0511—8791919E-mail:**************.cn358材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ等[]植入HA/PLLA至兔股骨长期研究表明HA/PI.,LA复合材料表现出优异的生物降解性和骨传导性而且植入后长达7年没有明显的无菌反应.C.V.M.Rodrigues等l_7]制备的Col/HA复合材料用于组织工程中支架材料综合了骨胶原的诱导性和HA的生物活性及骨传导性但用于制备Col/HA复合材料的I型胶原由于其成本及商业来源有限,使得其工艺控制变得困难起来.用明胶(gelatin,GEL)~I驱体替代I型胶原也是目前研究的热点.Hae-W(onKin等_日制备的GEI/HA复合材料具有多孔结构,与传统复合材料相比,其表面附着有较高水平的成骨细胞,对于制备技术方面,原位技术主要是改善仿生工艺模拟天然骨矿化过程.非原位技术主要集中在对HA或聚合物材料进行改性.牛丽婷等_g]用聚乙烯醇改性HA,改性后的HA具有较高的纯度,提高了HA的粒度分布,且降低了HA的晶化温度.ZhongkuiHong等_】阳为了改善HA与PIJ.A间的结合强度以提高复合材料的机械性能,用PILA先对HA纳米颗粒表面进行接枝改性.根据复合材料的基体材料同,HA/生物可降解复合材料可大致分为两类:一类是以可降解材料为基体,HA为增强材料的复合材料;另一类是以多孔HA为基体,可降解材料作为增韧的复合材料.对于第一类复合材料,主要是将HA引入可降解材料中,利用HA的高弹性模量增加复合材料的刚性及赋予材料生物活性.对于第二类复合材料,主要是将可降解聚合物引入到多孔HA中,形成多孔HA为支架可降解材料增韧的仿骨结构.通过选择合适的复合组分或结构,改变组分之间的配比,得到的复合材料降解特性和力学性能均可调,并相互匹配以适应临床上实际应用.几类HA/生物可降解复合材料的性能见表1裹1nn/聚合物生物可降解复合材料的力学特性Table1Mechanicalpropertiesofbiodegradablehydroxyapatite/polymercomposites材料抗压强度,MPa弹性模量,GPaHA/C0l[]168.855.87HA/PLLA[12]14010HA/壳聚糖_13]120——目前实验及临床上HA与可降解材料进行复合主要有以下几类:(1)与生物可降解聚合物的复合,生物可降解材料(bio—degradablematerials)包括人工合成的生物可降解聚合物和天然材料提纯的可降解材料,如聚乳酸(poly(1acticacid),PLA),聚酰胺(polyami&,PA),聚乙烯醇(pd:~i.ylalcohol,PVA),聚己内酯(polycaprolactone,PCL),等,这些可降解材料具有良好的组织相容性,并且不需要二次手术取出内植物,已经成为骨科医生和生物材料研究人员关注的热点;(2)与天然生物材料的复合,天然生物材料主要指从动物结缔组织(如骨,肌腱)或皮肤中提取的,经过特殊化学处理的具有某些活性或特殊性能的物质. 如胶原(collagen,C01),明胶(gelatin,GEL)及骨形成蛋白(Bone morpho)geneticprotein.BMP)等;(3)与其它可降解材料的复合,如聚羟基丁酸酯(Poly-hyI|r0xybutyrate,PHB).近年来,以可降解聚合物为基体所形成的复合材料已成为人工骨材料研究和开发的主流.与不可降解体系相比,可降解聚合物在生物体内的降解使得本体骨组织逐渐长人复合材料, 有助于自体骨和移植骨之间形成紧密结合的界面,这无疑提高了HA的骨传导性.与纯HA粉末或粒子相比,以膏状或水泥状存在的HA/可降解聚合物在手术中易于处理,因而在应用中具有更大的优越性.固态的HA/可降解聚合物则可用作承力环境中的骨替代材料.与国外相比,我国的骨修复替代材料产业正处于起步阶段,应用市场主要在传统骨修复材料,综合性能良好的新型生物材料还不能大规模满足购买能力提高,保健意识增强的患者,只能临床使用,7O～8O医用材料要依靠进口.主要原因在于产品技术还处于初级阶段,且产品单一,总体上技术及资金力量不足,产业化方面研发总体投入较少,同类产品基本上属于仿制,自主知识产权较少.面对日益扩大的市场需求和竞争,我国在硬组织修复材料研发与产业化方面需要加大研发力量,加强学科交叉,发展具有自主知识产权的技术与产品;增加开放度,加强国内外合作;加强产一学一研结合.2制备技术进展在HA/生物可降解复合材料的制备过程中,HA的形成方式有两类:一类是制备复合材料前制备HA粉体,该方法中HA 的制备通常与单一HA粉体的制备方法大致相同;另一类是直接在形成HA过程中制备复合材料,即所谓原位技术,此类方法中复合材料的制备应考虑可降材料所能允许的条件,如温度等,整个工艺过程与前一类方法明显有所不同,其目的是从仿生的角度制备出类骨材料,因此,相对于前一类方法,该类方法制备的复合材料组分间结合强度较好,其综合性能也更接近天然骨.从目前研究来看,HA/生物可降解复合材料的主要制备工艺有:①混合法(混炼+模压),②沉淀法,③仿生法,④沥滤法,⑤热致相分离(TIPS)其中,混合法,沥滤法,热致相分离属前一类,仿生法属后一类.而沉淀法既有原位技术,也有非原位技术.在制备技术方面也有经改进后发展的新技术.在制备具体复合材料中依据所使用的可降解材料的不同特性而采用相应的方法.下面就这些方法进行简要介绍.2.1混合法混合法是制备HA/生物可降解复合材料最简单的工艺,在适当溶剂中混合HA与可降解材料,后洗涤并去除溶剂模压成HA/生物可降解复合材料,一般用于制备块材.李亚军等_l]将纳米HA粉末和聚丙交酯及造孔剂氯化钠混合后加入三氯甲烷和聚乙烯醇溶液,混炼后模压制得的多孔聚乳酸/羟基磷灰石复合材料能够提高高分子的力学性能及骨诱导特性,且对羟基磷灰石的过快降解具有控制作用,保证了骨组织恢复速度与材料降解速度一致.虽然HA/PLA复合材料具有良好的生物相容性和骨结合能力,但这类材料在生理环境下,未等材料完全降解而过早丧失其机械强度,因此有人_1研究HA/PLA复合材料失效的主要原因是HA/PLA界面缺乏有效结合所致.而S.M.Zhang等["]加HA至PLA液相中,挥发掉有机溶剂后热压成HA/P1.A复合材料,其研究表明:用硅烷衍生物对HA表面进行改性后,HA/PLA复合材料的界面强度,膨胀性能及最终的力学性能均有较大改善,最大弯曲强度提高27.8,扫描电镜(图1)实验表明HA颗粒在复合材料中均匀分布,大小在2～15m.且改性的HA/PLA复合材料属韧性断裂.羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?359? 围1复合材料的扫描电镜图片Fig.1SEMmicrographofthecomposites全大萍等口将HA与PDLLA混合塑炼后模压成型的HA/PDILA复合材料,其研究也表明HA经偶联剂处理后其表面能也能降低从而提高复合材料界面强度,BiqiongChen等L1.]以不同HA含量与PCI熔混后热压成型出HA/PCL复合材料,研究表明窄分子量范围的PCL及较小颗粒大小的HA复合而成的复合材料具有较好的加工性,力学性能及界面强度.2.2沉淀法沉淀法是目前制备粉体最广泛的方法之一.该方法设备简单,操作方便,还能尽可能不带人杂质离子.ZhongkuiHong等l_19_均匀加入三氯甲烷至纳米HA中,在电磁搅拌和超声处理下形成悬浮液,悬浮液中加入PLLA/三氯甲烷溶液,得到的混合物在过量乙醇中沉淀,干燥得到PLIA/HA复合材料(图2)试验表明:与P1LA材料相比,PLIA/HA纳米复合材料表现出较高的弯曲强度和冲击能,提高HA含量时,复合材料的模量显着提高.圈2PLLA/g-HAP纳米复合材料的制备方法Hg.2MethodforpreparingofthePIA/g-HAPnano-comp~itesWeiJie等口._通过共沉淀法制备的HA/PA66多孔支架材料相分布均匀,晶粒大小10~20nm,且具有很好的生物活性及强的界面反应,力学性能接近天然骨.王迎军等r21]采用沉淀法原位复合技术制备的PV A/HA复合材料HA陶瓷颗粒粒度细,分散性好,复合水凝胶的结晶度和拉伸强度均比PV A试样或物理共混复合水凝胶的有所提高.孙恩杰等[2幻按一定CatP 配制Ca(H2PO4)2?HzO溶液,将GEL溶于蒸馏水得到GEL溶液,一定温度下将Ca(0H)和ca(H2P04)2?H20逐滴滴入明胶溶液中并搅拌至溶胶稳定该均相沉淀法制备的HGEL复合材料呈自组装结构,HA—GEL间产生键连作用,且颗粒分布均匀.2.3仿生法由于天然骨是纳米级HA的晶体互相平行堆积,沉积于骨胶原中而形成的.胶原是多种组织的主要成分和细胞外基质, 约占动物总蛋白的i/3.胶原蛋白在体内以胶原纤维的形式存在,其基本组成单位是原胶原分子,原胶原分子经多级聚合形成胶原纤维,其纤维状结构利于组织培养中的细胞粘附生长繁殖. 故从仿生的角度出发,将纳米级HA与胶原复合制得的HA/胶原复合材料是当今的一个研究热点.N.Roveri等啼0]以Ca(OH)2及含有Col的H3P0{通过原位的方法制备出的纳米HA/Col复合材料中HA与Col界面有很强的化学反应,与天然骨组织非常相似.MasanoriKikuchi等[2]也用同样的原料以仿生工艺(图3)通过自组装机制制备的HA/Col复合材料的相容性较HA陶瓷好,复合材料的骨组织反应表明了破骨细胞再吸收后有新骨形成,与自体骨移植很相似.T田3HAp/Col复合材料合成装置示意圈脚3SchematicdrawingoftheapparatusfortheHAp/Col王振林等_2通过体外模拟天然骨生物矿化和材料自组装机制,制备出HA/col仿生复合材料,其中,纳米羟基磷灰石均匀分布在胶原基质上并择优取向排列,复合材料的成分,微观结构与天然骨类似.MyungChulChang等]通过仿生工艺制备出HA/GEL复合材料,实验表明纳米HA沿着明胶原纤维进行自组装,且HA与GEL间形成了化学键.由于仿生工艺是通过原位复合技术制备出复合材料,因此,HA/可降解复合材料中组分间具有较好的结合强度,与其他方法相比,制备出的复合材料的综合性能更接近天然骨.2.4沥滤法溶剂浇铸/粒子沥滤技术(solventcasting/particulateleac—hing)用于制备高孔隙率,高比表面积的组织工程多孔支架材料,该技术采用氯化钠等不溶于有机溶剂的颗粒作为致孔剂,可用于制备PLLA,PLGA等可溶于有机溶剂的高分子聚合物多孔支架材料.张利等[]通过粒子沥滤法制备的纳米HA/CS多孔材料,当复合材料/致孔剂质量比为1:1时,抗压强度可达17MPa,满足组织工程支架材料的要求,且复合材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,能够很好地吸附人体骨形成蛋白等骨生长因子, 使其具有良好的骨再生能力.J.AJansen等口]采用PEG/PBT为嵌段共聚物,制备出polyaetive/HA复合材料,实验表明该复合材料与周围组织有很好的生物相容性.且轻微细胞反应会伴一～一匿360材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ随着polyactive生物膜的降解,降解过程主要受PEG/PBT比的影响.2.5热致相分离组织工程材料的特点是具有三维立体结构,制备组织工程材料的关键是组织生长的模板或支架材料的获取.热致相分离(thermallyinducedphaseseparation,TIPS)是通过将高温的聚合物溶液冷冻,由温度改变来驱动以实现相分离的.其典型工艺过程如图4[.所示,它适用于制备热塑性,结晶性高聚物孔径可控多孔材料.….M咖c幽..硒甜图4热致相分离技术流程图Fig.4TheflowclIartofTIPSteelmology程俊秋等口.j通过热致相分离原理采用纳米羟基磷灰石同PLA复合制得多孔纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料,研究表明纳米HA有利于降低HA粒子的表面能从而提高HA_PLA 两相界面粘结强度,且无明显空隙存在.2.6其它方法随着复合材料制备技术的发展及对材料性能要求的提高,多种制备技术联合使用可弥补单一制备技术的不足.Qiaoling Hu等[3采用原位混杂技术(insituhybridization)制备的Cs/HA纳米复合材料具有层状结构,CS/HA(质量比1oo/5)时弯曲强度高达86MPa,比松质骨高3～4倍.相当于致密骨的1/2. Boix等r3幻研究了HA对BMP吸附的影响因素,外加钙离子提高吸附.而磷酸根却抑制其吸附,pH虽然也有影响,但相对钙离子,磷酸根显得不是很重要,该研究对制备出在移植处释放合适蛋白量的BMP-HA复合材料具有重要意义.然而,其它的影响因素也有待研究,如生理情况.江涛等【3.]采用混合及控制析出法制备了PHB/HA复合材料,其研究表明,用硅烷对HA 进行表面改性后.PHB/HA复合材料的力学性能明显提高.3存在问题及发展趋势HA植入人体后在短期内能与骨骼形成骨性结合并具有诱导成骨作用.它及其生物复合材料作为骨组织修复,替代等骨科临床治疗方面的应用已经取得了可喜的进步.尽管针对临床上实际出现的各种问题,对HA复合材料的研究与开发陆续开展起来.其中,HA/生物可降解复合材料的研究也从各个方面进行了探索,改进,如复合材料中HA采用纳米级以进一步仿生天然骨;HA或聚合物加以改性以提高复合材料的性能;采用仿生工艺制备HA复合材料以期望获得结构类似天然骨的复合材料;采用多元复合弥补二元复合材料的不足之处等等,所制备出复合材料有一定骨修复,替代功能,但其综合性能与天然骨还有一定的距离.究其原因,主要是在材料制备中对骨愈合的复杂过程还未重视起来,没有把骨生长,代谢的生物学机理完全应用到材料制备上.人体是一个最完美的功能自适应系统,从生命意义上讲,骨并不是简单的复合材料,它是一种高度复杂的系统,一种多功能的组织,具有大量的互相联系的生物物理,生物化学的生命过程.Knese(1958)详细地画出了骨的各级结构,将其分为5个层次:纤维与相邻的无机材料,骨板,骨板系统,骨板系统的组合, 最后是密质骨与松质骨的分布[3.而骨组织(包括其它组织)缺陷的修复过程也是非常复杂的,本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程.从骨的细胞学水平看,骨从产生乃至在整个生命期中总是在应力/应变场中建造(modeling)和重建(remodeling)E35_.在骨重建过程中,由破骨细胞引起的"骨吸收"和成骨细胞引起的"骨形成"偶联成不断更新的动态过程,从而完成骨的生长代谢.因此,破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键,而成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成,分泌和矿化.虽然人工骨科材料在仿生学方面取得了一定的进展,但对细胞在骨重建过程中的作用还未用到仿生制备中,使得目前仿生制备的骨科材料的性能受到限制,而HA/可降解复合材料的组分与天然骨类似(无机/有机),在发展人工骨科材料方面具有一定的优势,骨组织修复,替换的研究有从宏观向细胞和分子水平发展的趋势.同时骨生长,代谢还受生物力学因素的影响和制约,其重建过程中应力场与微观结构之间存在依赖关系,可以预想.在人工骨科材料制备方面,借助应力场(特别是变应力场),模拟骨重建过程中的复杂环境可能是制备更理想的骨修复,替代材料的途径之一.参考文献1俞耀庭,张兴栋.生物医用材料I-M3.天津:天津大学出版社,2000.132李世普.生物医用材料导论EM3.武汉:武汉工业大学出版社,2000.843ToshiakiKitsugi,TakaoY amamuro,TakashiNakamura,eta1.Fourcalciumphosphateceramicsasbonesubstitutesfornon-weight-bearing[J].Biomaterials,1993,14:2164DucheyneP,QiuQBioactiveceramics:theeffectofsurface reactivityonboneformationandbonecellfunctionEJ3.Bio—materials,1999,20:22875MakarandGJoshi,SureshGAdvani,FreemanMiller,eta1.Analysisofafemoralhipprosthesisdesignedtoreduce stressshielding[刀.JBiomechanics,2000.33:16556ShinHasegawa.ShinsukeIshii,JiroTamura,eta1.A5-7 yearinvivostudyofhigh-strengthhydroxyapatite/poly(L- lactide)compositerodsfortheinternalfixationofbonefrac—tures[J].Biomaterials,(accepted1September2005)7RodriguesCVM.SerricellaP,LinharesABR,eta1. 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生物材料科学的最新进展和应用前景

生物材料科学的最新进展和应用前景近年来，生物材料科学得到了广泛发展和应用，成为了医学、仿生学等领域研究的热点之一。

在这篇文章中，我们将会探讨生物材料科学最新进展和应用前景，并尝试解答一些相关问题。

一、生物材料科学的最新进展生物材料科学的研究范围非常广泛，涵盖了各种生物材料的制备与改造、生物材料的性能分析以及生物组织的微创修复等。

以下是一些生物材料科学的最新进展：1. 仿生材料的制备与应用仿生材料是通过仿效自然界中的材料，制造出具有类似性能的新型材料。

近年来，仿生材料在生物医学、机器人等领域得到了广泛应用。

例如，仿生材料可以用于制作高效的人工心脏瓣膜和人工肝脏等生物医学器械。

此外，仿生材料还可以用于制造柔性机器人等机械器械，发挥出其独特的柔软性和可塑性。

2. 纳米生物材料的制备与改良纳米生物材料是指尺寸在纳米级别的生物材料，在其特殊的结构和性能方面，可以用于制造高度精密的生物医学器械。

纳米生物材料在医学检测、快速诊断、分子药物传递等方面被广泛应用。

例如，通过制造基于纳米生物材料的检测器，可以实现高效、敏捷的疾病检测，从而提高了生命科学研究的水平。

3. 只针对特定疾病的生物医学材料目前，一些生物医学材料已被设计出以治疗疾病为目的。

例如，一种新型的药物传递系统可以将分子药物传递到特定的体内部位，并将其释放出来。

这种药物传递系统可以针对某些特定病症，例如癌症、肝炎等疾病，提供有效的治疗。

二、生物材料科学的应用前景生物材料科学的发展为我们提供了极大的可能性，它可以改变或解决许多疾病和生物问题。

下面我们将探讨生物材料科学的应用前景：1. 研究和解决重大医学问题生物材料科学的发展为我们提供了解决多种医学问题的可能性。

例如，通过合成仿生材料，并利用其自然界的奇妙性质，我们可以制造出人造血管来帮助治疗心脏病。

此外，一些纳米生物材料可以用于制造高敏捷和精确的检测器，从而更加有效地进行疾病检测和诊断。

2. 推动生物医学设备的创新生物医学设备可以帮助人们更好地治疗疾病和缓解患者的病痛。

自然纤维增强生物基复合材料的研究进展

自然纤维增强生物基复合材料的研究进展随着全球工业化的快速发展，对于资源的需求日益增加。

因此，生产出可再生、可持续的材料变得十分重要。

自然纤维增强生物基复合材料，在最近几十年中，在工业和科学界中迅速发展。

这种复合材料减少了对化石燃料的需求，同时有助于减少环境污染。

本文将着重研讨自然纤维增强生物基复合材料的研究进展。

一、什么是生物基复合材料？生物基复合材料可以看作是由生物质来源制成的材料，其基础材料通常来源于植物或动物。

这种复合材料被广泛用于食品包装和医疗领域，但在最近几年中，其在机械工业和建筑工业中的应用也越来越多。

因为它不仅使用了可再生性材料，同时也减少了对化石燃料的依赖性。

二、自然纤维自然纤维可以是一个很好的材料选择，它通常可以从植物或动物的纤维中提取得到。

自然纤维比化学纤维更健康，更环保，更可持续。

自然纤维的发展是一个广阔的领域，它包括了设备改进、工艺改进、材料改进等方面。

随着时间的推移，各种形式的新的自然纤维材料都被开发了出来。

三、自然纤维增强生物基复合材料自然纤维增强生物基复合材料可以看作是一种新型可再生、可持续的材料。

这种复合材料通常是将自然纤维与生物基基质（如淀粉）混合在一起形成的。

这种材料能够减少对化石燃料的依赖性，并对环境减少污染起到积极的作用。

在最近几十年中，自然纤维增强生物基复合材料在工业和科学界中得到了广泛的应用。

四、自然纤维增强生物基复合材料的性能自然纤维增强生物基复合材料的性能通常受到很多因素的影响，例如变形、强度、温度等。

同时，它也受到生物基基质的影响，因为生物基基质通常是在高温下形成的，这会影响到材料的结构和性能。

自然纤维增强生物基复合材料的强度和刚度通常比同等重量的纯生物基材料高，因为自然纤维的角质层能够增加材料的强度和延展性。

五、对自然纤维增强生物基复合材料的发展和应用自然纤维增强生物基复合材料的发展和应用在未来几十年中将会得到越来越广泛的应用。

目前，这种材料已经被广泛地用于家具制造、车辆和建筑行业中。

复合材料研究进展和应用现状

复合材料研究进展和应用现状随着科技的发展，越来越多的新材料被开发出来并应用于各个领域。

复合材料便是其中之一，它是指两种或以上的不同材料在某一方面有协同作用的新材料。

复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、隔热性能好等优点，因此在航空、航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域都有广泛的应用。

本文将从复合材料的种类、应用领域、研究进展等方面介绍复合材料的发展现状。

一、种类复合材料广泛存在于我们生活中，既有自然产生的复合材料，如树木、贝壳等，也有人工合成的复合材料。

人工合成的复合材料多为高分子复合材料和无机复合材料。

1.高分子复合材料高分子复合材料是指由高分子基体和增强相组成的复合材料，在高分子基体中嵌入了颗粒、纤维、薄膜等增强相，形成了具有一定力学性能的材料。

常见的高分子复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、碳纤维增强聚酰亚胺材料等。

2.无机复合材料无机复合材料是指由无机基体和增强相组成的复合材料，无机基体可以为金属、陶瓷或玻璃等，增强相可以为颗粒、纤维、薄膜等。

常见的无机复合材料有碳化硅增强铝基复合材料、碳化硅增强氮化硅基复合材料等。

二、应用领域1.航空航天航空航天是复合材料最早应用的领域之一，航空器和航天器必须具备高度的轻量化和高性能的要求。

复合材料的轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等优点，使其成为替代金属材料的理想选择。

航空器和航天器中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。

2.汽车近年来，汽车行业对复合材料的需求越来越高，主要是为了减轻车身重量，降低燃油消耗和排放。

复合材料的轻质、高强度、抗冲击、耐腐蚀、隔热性能好等优点，使其成为汽车制造的理想材料。

汽车中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。

3.建筑复合材料在建筑领域的应用越来越广泛。

随着建筑设计对于材料轻量化、材料强度、材料可塑性及设计细节方面的要求越来越高，复合材料得到了越来越多的应用。

生物仿生材料的新研究进展

生物仿生材料的新研究进展随着科技的不断发展，生物学、机械学、化学等学科的交叉融合已经成为趋势。

在这样的背景下，生物仿生材料的研究也得到了越来越多的关注。

生物仿生材料是通过运用生物界的材料和结构，模拟出创新的材料和结构来完成特定功能的材料。

近年来，国内外的生物仿生材料研究取得了令人瞩目的成果，本文将从材料种类、制备方法、应用领域三个方面来探讨生物仿生材料的新研究进展。

一、材料种类1.银鱼鳞片银鱼鳞片的表面覆盖着一层名为“银鱼鳞液”的分泌物，这种分泌物对水的滑动性很强，具有超级润滑的效果。

近年来，在仿生工程中开发出使用银鱼鳞液制成的超级润滑材料，并成功模拟出了银鱼鳞片的润滑机制。

这种材料的应用范围非常广泛，可以应用于摩擦副、生物医学和工业设备等领域。

2.蛋白质纤维蛋白质纤维具有高强度、组织复杂性和功能多样性等特点，是生物仿生材料研究中的重要材料。

其中，蜘蛛丝作为蛋白质纤维的代表，具有轻、坚韧和柔韧等优异的力学性能，适用于仿生材料的制备。

同时，还可以结合人工合成材料制备出具有特定性能的复合材料。

3.海绵复合材料近年来，海绵材料在仿生材料领域越来越受到关注。

其中，海绵复合材料的研究受到广泛的关注。

它由两种不同尺寸的孔隙结构组成，一种为毛细孔，另一种为宏观孔隙。

毛细孔的存在有助于提高材料的吸水性和灵活性，而宏观孔隙的存在则有助于提高材料的力学性能和隔音性能。

这种材料广泛应用于净水、储能和温室等领域。

二、制备方法1.电化学沉积电化学沉积是以电化学方法控制反应，利用电极在不同电位下沉积出一定组成的纳米或微米材料。

这种方法具有操作简单、制备精度高、成本低等优点，在材料研究中得到了广泛的应用。

比如，使用电化学沉积法可以制备出仿生润滑材料。

2.自组装技术自组装技术是在表面张力等外界驱动下，将分子或纳米粒子组装成所需结构的技术。

在生物仿生材料研究中，自组装技术被用于制备仿生润滑材料、仿生光叶片材料等。

自组装技术的优点是成本低廉、无污染、可控制等。

生物材料研发及其应用领域的前沿进展

生物材料研发及其应用领域的前沿进展近年来，随着人类社会的科技发展和人们对生命的理解不断加深，人们对生物材料的研究也越来越深入。

生物材料是指用生物性原材料或经特定加工制作的材料，应用在医学、生物技术、环保等领域的材料。

因其具有生物相容性、可降解性、可再生性等特点，广泛应用于医疗、生物工程、环保等领域，成为研究热点。

一、生物材料研发领域1.仿生材料的研究生物材料研究的核心在于仿生材料的研究，即借鉴自然界中生物的结构、形态、特性等，将其模仿到人造材料中。

比如，从蝴蝶的翅膀中发现的光学反射结构可以应用于生命探测、光学记录等领域，从鸟嘴中提取的超疏水结构可以用于表面润湿、防水等功能，这些仿生材料的研究都具有十分广阔的应用前景。

2.高分子材料的研究高分子材料是研究生物材料的重要组成部分，它分为天然高分子和合成高分子。

合成高分子研究重点是开发高性能高分子，如高强度、高韧性、高导电性高分子等，天然高分子研究主要包括蛋白质、多糖、核酸等，如天然蛋白质胶原纤维已被广泛应用于软组织修复领域，天然多糖纤维素已被应用于纤维提取、吸附染料等领域。

3.纳米材料的研究纳米材料是材料科学的前沿领域之一，研究生物纳米材料可以得到一些独特的性质和特性。

例如，与大颗粒相比，生物纳米颗粒具有更大的比表面积，更好的结构整合性、更强的化学活性和生物活性等。

当前，生物纳米材料的主要应用领域包括药物传递、疫苗设计、防晒和抗菌等领域。

二、生物材料应用领域1.医疗应用生物可降解材料在现代医学中得到越来越广泛的应用，如气管支架、骨修复材料、药物缓释材料、人工器官、药物治疗载体等。

近年来，可降解材料在智能医疗器械领域的应用也得到了大量的关注，如心脏起搏器、血糖监测器等。

2.生物工程应用生物材料在生物工程领域中也存在重要的应用，如生物反应器、基因载体、细胞贴附材料、生物传感器等。

其中，生物传感器是当今科技发展的一个热点领域，利用着生物材料的生物特性实现临床和生物领域的监测，比如环境检测、食品安全、肿瘤诊断等。