羟基磷灰石接枝壳聚糖表面改性及其复合水凝胶的生物相容性-

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羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。

同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，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.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。

对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。

主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。

关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展前言羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。

从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。

HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。

其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。

单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-, 这样的结构和组成使得H A 具有较好的稳定性。

磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物，根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物。

其中，羟基磷灰石(hydroxyapatite，缩写为HA或HAp)的研究和应用最广泛。

根据制备方法划分不同的壳聚糖水凝胶

根据制备方法划分不同的壳聚糖水凝胶水凝胶因其具有三维网状结构且含有亲水基团，能够吸收大量的水分而溶胀，使水凝胶具有优良的保水性质。

同时还有良好的生物相容性，能够广泛应用。

壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-葡萄糖通过1,4糖苷键连结的带正电荷的直链多糖。

其分子链上分布着许多羟基、氨基及N-乙酰氨基，这些基团之间可形成分子间及分子内氢键,使得壳聚糖在有机溶剂、水和碱中难以溶解。

而在稀酸溶液中,由于氨基质子化后破坏了分子内的氢键作用，使壳聚糖能够溶解。

以壳聚糖水凝胶作为药物的载体，不仅有优良的生物相容性和可降解性,还可将药物装载在壳聚糖水凝胶内以便于运送到作用部位再释放，从而使药物能在靶区快速达到所需药物浓度，减少药物的损失并提高疗效，还可减少药物对正常组织造成的毒副作用。

壳聚糖水凝胶的制备方法：壳聚糖形成水凝胶，重要的是分子之间发生交联作用，这种交联作用可通过物理方法或化学方法实现，因此制备壳聚糖水凝胶可从两方面来实现：物理交联法：利用分子内部及分子间的物理作用使得壳聚糖溶液凝胶化;化学交联法：加入化学交联剂，使分子间产生共价交联作用，从而形成壳聚糖水凝胶。

1.物理交联法制备；是通过分子间的作用力,使壳聚糖分子形成交联的网状结构从而形成水凝胶。

通过加入离子化合物﹑聚电解质复合物增强分子间静电相互作用可以实现壳聚糖分子之间的物理交联，另外也可以利用壳聚糖分子之间存在的疏水作用达到物理交联的目的。

(1)阴离子小分子制备壳聚糖水凝胶使用带有负电荷的甘油磷酸钠分子,可成功制备壳聚糖(Chitosan，CS)/ aβ-甘油磷酸钠( a3-sodium glycerophosphate，x3-GP)温敏水凝胶。

α3-GP带有负电荷，与壳聚糖上质子化后的氨基发生静电相互作用，最终使壳聚糖凝胶化。

除甘油磷酸钠外﹐其他如硫酸盐﹑柠檬酸盐和三聚磷酸盐等也可与壳聚糖上质子化后的氨基发生静电相互作用从而形成水凝胶。

(2)金属离子制备壳聚糖水凝胶不同于阴离子分子与壳聚糖质子化后的氨基之间的静电作用,金属离子与壳聚糖分子之间通过配位键合方式实现壳聚糖的凝胶化。

羟丁基壳聚糖及其复合材料的制备及性能研究

羟丁基壳聚糖及其复合材料的制备及性能研究羟丁基壳聚糖是一种可降解、生物相容性好、可溶于水的壳聚糖衍生物,它可以通过分子间的氢键作用,在一定浓度、一定温度下自发形成可逆温敏性水凝胶,避免了传统水凝胶的化学交联剂的残留。

由于它的分子结构中富含氢键,能过通过引入新的材料来增加其性能,同时它保留了壳聚糖上的氨基,也可以对其进一步接枝改性来赋予它一些更好的性能。

本论文研究制备了羟丁基壳聚糖及其复合材料,制备的材料具有良好的水溶性,生物相容性,在口腔牙周修复及创面愈合方面有较好的应用前景。

本文具体研究内容和结果如下:(1)以碱化后的壳聚糖为原料,1,2-环氧丁烷为醚化剂,十二烷基硫酸钠为相转移催化剂,在异丙醇中进行醚化反应,成功的引入羟丁基,制得羟丁基壳聚糖,其水溶液在一定浓度下,升温至体温时可自发形成水凝胶,低温时又可转化为溶液。

通过红外光谱、核磁分析,证明了在壳聚糖分子结构上成功的引入了羟丁基;通过流变仪测试了温度对羟丁基壳聚糖的储能模量和损耗模量的影响,初步分析了其形成水凝胶的机理;使用扫描电镜观察羟丁基壳聚糖水凝胶冻干样品的横截面,其内部结构为大孔网状结构,分布较为均匀;通过MTT实验和流式细胞仪检测了不同浓度的羟丁基壳聚糖水凝胶对于牙周膜成纤维细胞的增殖和凋亡的影响,实验结果显示,实验中所有浓度的HBC对PDLCs细胞均没有细胞毒性,且有较好的细胞增殖率,在一定程度上有促进细胞增殖,减慢细胞凋亡的作用,使其在口腔牙周修复方面有一定的应用前景。

(2)使用改进的Hummers’法制备了氧化石墨烯,并对其进行了红外、拉曼光谱、透射电镜等表征。

将羟丁基壳聚糖与氧化石墨烯结合,得到羟丁基壳聚糖-氧化石墨烯复合水凝胶,使用了红外、流变仪、扫描电镜等检测手段检测了加入氧化石墨烯后对水凝胶理化性能的影响,结果显示加入氧化石墨烯对羟丁基壳聚糖分子结构没有明显影响,两者通过分子间的氢键结合,在一定程度上增强了水凝胶的力学性能和稳定性,随着氧化石墨烯加入量的增大,力学性能和稳定性显示出上升的趋势。

眼科植入材料的临床应用及生物相容性研究进展

眼科植入材料的临床应用及生物相容性研究进展摘要：眼科植入材料主要是指应用于眼科器质性损伤手术中的生物医用材料，理想的眼科植入材料应具备稳定的物理化学性质和较好的生物相容性。

义眼台植入术是当前眼科植入手术方面的主要术式，义眼台材料主要包括羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等。

义眼台及其包裹物的生物相容性是决定其是否能够有效治疗的关键，故本文着重对义眼台及其包裹物的生物相容性进行分析，进而对眼科植入材料的生物相容性的研究进展进行阐述。

关键词：眼科植入材料；生物相容性；义眼台；羟基磷灰石眼科疾病的临床治疗与眼部的美容保健是医学的重要组成部分，眼部的美容保健与治疗往往需要采用生物医用材料，尤其是眼科器质性损伤，往往需要植入人工材料，以替代眼部组织的相关功能。

理想的眼科植入材料需具备稳定的物理化学性质、良好的生物相容性、良好的组织耐受性，并且不应引起抗原反应、排斥反应、刺激、不适感等，而其中生物相容性主要是指宿主机体组织对植入材料产生反应的一种性能，其决定了眼科植入手术后的预后效果，因此，生物医学方面对眼科植入材料的研究应更加深入[1]。

目前，眼科植入手术最为常用的植入物为义眼台，常用的义眼台材料有羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等，本文就义眼台及其各种包裹物的生物相容性进行了分点阐述，借此对眼科植入材料与宿主之间的生物相容性进行探讨。

现综述如下。

一、义眼台材料义眼台植入术实质上与眼球摘除术是同一个手术，在医学技术不发达时期，多采取眼球摘除术，这类患者多因严重外伤或恶疾而必须摘除眼球，在眼球摘除后无法进行人工义眼台的植入，导致手术后患者的眼球缺失。

而随着医学技术的不断发展，羟基磷灰石义眼台的出现使义眼台植入术成为可能，通过植入义眼台，可使患者眼部活动时带动义眼台进行活动，从而有效满足患者的美观需求，被广泛应用于治疗眼球摘除矫正或眼睑凹陷畸形。

纳米羟基磷灰石的粘附性骨修复水凝胶的制备及其性能研究

纳米羟基磷灰石的粘附性骨修复水凝胶的制备及其性能研究
纳米羟基磷灰石（n-HA）是一种新型生物活性陶瓷材料，在医学领域应用广泛。

因其生物相容性好、能够与骨组织相互作用，所以在骨修复领域有着重要的应用价值。

而粘附性骨修复水凝胶是一种新型的骨修复材料，具有较好的黏附性和生物相容性。

本文旨在探讨纳米羟基磷灰石的粘附性骨修复水凝胶的制备及其性能研究。

一、材料与方法
1、准备粘附性水凝胶：
制备粘附性骨修复水凝胶所需的原材料包括明胶、甘露醇和聚丙烯酰胺等。

2、制备纳米羟基磷灰石：
制备纳米羟基磷灰石所需的原材料包括磷酸钙、明胶、聚乙二醇等。

3、制备粘附性骨修复水凝胶中添加纳米羟基磷灰石：
将制备好的纳米羟基磷灰石与粘附性水凝胶混合均匀。

二、性能研究
1、形态结构研究
通过扫描电镜观察纳米羟基磷灰石的形态结构，得出其颗粒大小分布均匀，并且粒径分布在50-100纳米之间，呈现出球形或椭圆形的形态。

2、表面性质研究
使用纳米粒子表面电位仪观察纳米羟基磷灰石的表面电位，并发现其表面电位越来越负，表明其表面存在负电荷，这对其在骨修复中的黏附性有着重要的作用。

3、黏附性能研究
通过黏附性实验发现，添加纳米羟基磷灰石的粘附性骨修复水凝胶在黏附性方面得到了显著提高。

4、细胞活性研究
将制备好的粘附性骨修复水凝胶与纳米羟基磷灰石去除细胞毒性后培养细胞，结果发现该复合水凝胶材料对细胞的存活率和增殖率都有一定的促进作用。

三、结论
通过上述实验，可以得出结论：添加纳米羟基磷灰石的粘附性骨修复水凝胶在黏附性和细胞活性方面都得到了显著提高，这样的材料具有在骨修复领域应用的良好前景。

羟基磷灰石及其复合涂层的研究现状

羟基磷灰石及其复合涂层的研究现状段希夕高钦钦(新余学院机电工程学院江西新余 338004)摘要：钛及其合金金属有良好的机械性能，羟基磷灰石是有优异生物性能的活性陶瓷，因而羟基磷灰石/钛（HA/Ti）复合涂层结合二者优势性能被广泛应用于人体骨组织和牙齿的修复中，以提高材料的医用价值。

该文采用冷喷涂、等离子喷涂、磁控溅射、激光熔覆、溶胶-凝胶、电化学沉积等其他技术制备HA/Ti复合粒子，并适当掺入其他金属合金，完善性能，探究其实验后的涂层特征、表面形态对力学性能和生物性能的影响。

关键词：羟基磷灰石钛喷涂复合涂层中图分类号：TG146文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)17-0087-07 Research Status of Hydroxyapatite and Its Composite CoatingsDUAN Xixi GAO Qinqin(School of Electrical and Mechanical Engineering, Xinyu University, Xinyu, Jiangxi Province, 338004 China) Abstract: Titanium and its alloy metals have good mechanical properties. Hydroxyapatite is an active ceramic with excellent biological properties, so hydroxyapatite/titanium ( HA/Ti ) composite coatings are widely used in the re‐pair of human bone tissue and teeth in combination with the advantages of the two to improve the medical value of materials. HA/Ti composite particles are prepared by cold spraying, plasma spraying, magnetron sputtering, laser cladding, sol-gel, electrochemical deposition and other technologies, other metal alloys are added to improve prop‐erties, and the effects of their coating characteristics and surface morphology after the experiment on mechanical properties and biological properties are explored.Key Words: Hydroxyapatite; Titanium; Spraying; Composite coatings21世纪以来，需要人工骨治疗患者的数量在全球约有3 000万人次[1-2]。

壳聚糖与聚丙烯酸复合水凝胶的制备方法及性能评价

壳聚糖与聚丙烯酸复合水凝胶的制备方法及性能评价水凝胶是一种具有吸水性能的材料，在生物医学、环境治理、药物释放等领域具有广泛的应用前景。

壳聚糖与聚丙烯酸复合水凝胶作为一种多功能材料，具有良好的生物相容性和可控释放性能，成为当前研究的热点之一。

壳聚糖是一种由葡萄糖和乙酰胺组成的聚合物，具有天然、可再生、生物降解等特点，因此被广泛应用于药物传递、组织工程等领域。

聚丙烯酸是一种高分子酸性聚合物，具有良好的水溶性和生物相容性。

当壳聚糖与聚丙烯酸复合时，可以制备出高吸水性、可控释放性能的水凝胶。

制备壳聚糖与聚丙烯酸复合水凝胶的方法主要有两种：交联法和物理混合法。

其中交联法是指通过交联剂的作用使壳聚糖和聚丙烯酸发生交联反应形成水凝胶。

常用的交联剂有离子交联剂和化学交联剂。

离子交联剂主要是通过多价阳离子与阴离子基团反应实现交联，如金属离子、葡聚糖等。

化学交联剂则是通过化学反应引发交联，如过氧化氢、硫酸亚铁等。

物理混合法是指将壳聚糖和聚丙烯酸以一定的比例混合后产生相互作用力形成水凝胶。

制备方法选择的关键在于实际应用需求和所需性能。

交联法制备的水凝胶具有较好的稳定性和可控性，并且能够调整凝胶的物理性能和释放性能。

物理混合法制备的水凝胶简单易用，适用于一些对性能要求不高的应用。

根据具体需求选择合适的制备方法是制备高性能壳聚糖与聚丙烯酸复合水凝胶的关键。

性能评价是确保水凝胶在实际应用中发挥良好效果的重要环节。

水凝胶的性能评价主要包括以下几个方面。

第一，吸水性能评价。

吸水性能是水凝胶的基本性能之一，直接影响着其应用效果。

吸水性能测试可以通过放置水凝胶于含水溶液中并测量吸水量的方法进行。

吸水性能的评价指标包括吸水速度、吸水量和保水性能。

同时，水凝胶的稳定性也需要考虑，即凝胶是否发生溶解或解离。

第二，机械性能评价。

机械性能是指水凝胶在承受外力作用下的变形行为。

常见的机械性能评价指标有拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量等。

评价水凝胶的机械性能有助于了解其在实际应力环境下的应变能力和稳定性。

羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景

结论
羟基磷灰石氧化锆生物复合材料的制备方法与性能之间存在密切关系。通过优化制备工艺和掺杂剂量，可以有效地提高材料的物相纯度、结构致密性和机械性能，并改善其生物相容性。未来研究方向应包括进一步优化制备工艺，研究新型掺杂剂及其作用机制，以及探讨材料性能的跨尺度关联等。随着研究的深入，相信羟基磷灰石氧化锆生物复合材料在生物医学领域的应用前景将更加广阔。
2、掺杂剂量对性能的影响：在制备过程中，常常需要掺入其他元素来优化材料的性能。例如，掺入硅元素可以提高材料的抗腐蚀性能，掺入钛元素可以增强材料的生物活性。通过调整掺杂剂量，可以找到最优的配方，从而提高材料的综合性能。
羟基磷灰石氧化锆生物复合材料性能之间的关系也比较密切。例如，材料的拉伸强度和硬度通常呈正相关关系，即提高材料的硬度通常会导致拉伸强度的增加。此外，材料的生物相容性与其化学成分、表面特性等密切相关。通过对材料进行表面改性处理，可以有效地提高其生物相容性，促进细胞在其表面增殖和分化。
羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景
目录
01 羟基磷灰石生物材料的研究现状
02
羟基磷灰石生物材料的制备
03
羟基磷灰石生物材料的发展前景
04 结论
05 参考内容
羟基磷灰石生物材料是一种重要的生物材料，具有优良的生物相容性和骨传导性，在生物医学领域得到广泛应用。本次演示将介绍羟基磷灰石生物材料、优化性能：羟基磷灰石生物材料的性能与制备工艺密切相关。未来可以通过优化制备工艺参数，提高其生物相容性、稳定性和力学性能等方面的表现。
4、复合材料：为了满足更复杂的应用需求，未来可以探索将羟基磷灰石生物材料与其他材料进行复合，制备出具有更优异性能的复合材料。
总之，羟基磷灰石生物材料作为一种重要的生物材料，具有广泛的应用前景和未来的发展潜力。通过不断的研究和改进，相信其在未来的生物医学领域中将发挥更加重要的作用。

羟基磷灰石_壳聚糖生物复合材料的制备研究进展

.44.２００８年０２月第５卷第１期生物骨科材料与临床研究O PAEDIC B IOMECHANICS M ATERIALS A ND C LINICAL S TUDY羟基磷灰石/壳聚糖生物复合材料的制备研究进展徐挺何狄周银银汪涛[摘要]羟基磷灰石/壳聚糖复合材料因其生物相容性和合适的力学性能逐渐成为骨替代材料研究的热点。

本文综述了羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的研究现状，探讨了其特点、制备和性能。

并在此基础上提出了此类材料今后的发展方向：三相复合材料和电、磁学性能的研究。

[关键词]羟基磷灰石；壳聚糖；生物材料；复合材料[中图分类号]R318.08[文献标识码]BProgress of hydroxyapatite/chitosan biomedical compositeXu Ting，He Di，zhou Yinyin，et al.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics materials science and technologystudy，NaJing，211100[Abstract]Due to their biocompatibility and suitable mechanical properties，hydroxyapatite/chitosan composites havebecome the highlighted issue of the biomaterials for bone repairing.In the present paper，the recent applications and de-velopments of the composites are reviewed.Additionally,the characteristics，preparations and properties of the composi-tes are discussed as well.Finally，the developing trends of hydroxyapatite/chitosan biomedical composite materials are summarized and proposed.That is the study of three-phase composites and their electrical,magnetic properties.[Key words]Hydroxyapatite；Chitosan；Biomaterial；Composite1羟基磷灰石及壳聚糖的特点生物医学材料是指用于诊断、治疗、修复、替换人体组织、器官、或增进其功能的新型材料，有关此类材料的研究是近30年来发展起来的一门新兴交叉学科，而骨创伤事故的频繁发生使得骨修复与骨替代材料成为该领域中的研究重点。

羟基磷灰石-壳聚糖复合材料的制备及生物活性表征

羟基磷灰石-壳聚糖复合材料的制备及生物活性表征羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备及生物活性表征摘要：羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具有良好的生物相容性和生物活性，是一种理想的生物医用材料。

本文通过溶液共沉淀法制备了羟基磷灰石/壳聚糖复合材料，并通过一系列表征方法对其生物活性进行了评价。

1.引言羟基磷灰石（HAP）是一种广泛应用于生物医学领域的无机生物材料，具有良好的生物活性。

然而，HAP具有较高的负载率和低的机械强度，限制了其在一些应用领域的使用。

壳聚糖（CS）是一种天然产物，具有良好的降解性和生物相容性。

因此，将HAP与CS复合可以同时发挥它们各自的优势，提高材料的负载率和机械性能，并增强材料的生物活性。

2.实验方法2.1 材料制备HAP的颗粒通过溶液共沉淀法制备得到，CS溶液通过酸碱中和法制备得到。

将HAP颗粒与CS溶液进行混合，然后通过低温干燥的方法制备羟基磷灰石/壳聚糖复合材料。

2.2 生物活性评价通过体外实验评价羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的生物活性。

首先将复合材料浸泡在模拟体液（SBF）中，用于模拟人体体液环境。

然后通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的表面形态变化。

最后通过离子溶解实验，测量溶液中的钙离子和磷酸根离子浓度。

3.结果与讨论3.1 材料制备通过溶液共沉淀法制备的羟基磷灰石颗粒具有均匀的粒径分布和良好的结晶性。

通过SEM观察，羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的表面呈现出多孔结构，有利于细胞附着和生物活性。

3.2 生物活性评价将羟基磷灰石/壳聚糖复合材料浸泡在SBF中，随着浸泡时间的增加，复合材料表面出现了羟基磷灰石沉积层。

离子溶解实验结果显示，复合材料能够释放出足够的钙离子和磷酸根离子，促进新骨形成。

4.结论通过溶液共沉淀法成功制备了羟基磷灰石/壳聚糖复合材料，并对其生物活性进行了评价。

实验结果表明，羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具有良好的生物活性，能够促进新骨形成。

该复合材料有望应用于骨修复和再生领域。

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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纳米羟基磷灰石表面改性的研究进展

47纳米羟基磷灰石表面改性的研究进展田宜文，邓久鹏，宋颖，史力丹（华北理工大学口腔医学院，河北　唐山　０６３０００）摘要：为了使纳米羟基磷灰石在骨修复材料中发挥更大的价值，对其表面改性进行了大量的研究，主要的改性方法包括表面离子掺杂、表面接枝高分子聚合物、表面吸附等方法进行表面改性，并对改性后纳米羟基磷灰石的新增性能进行评估。

关键词：羟基磷灰石；表面改性；吸附方法中图分类号：Ｒ３１８．０８文献标识码：Ａ作者简介：田宜文，华北理工大学口腔医学院。

羟基磷灰石（HA）是生物陶瓷材料的一种，是天然骨组织的重要组成成分，具有良好的生物相容性和骨键合性，可促进新骨形成，无细胞毒性，常作为骨修复的充填材料。

由于纳米羟基磷灰石本身的局限性，脆性大，强度不足，韧性差，易断裂及表面能高易团聚等特点限制了其在临床的应用[1]。

本文主要对近几年纳米羟基磷灰石表面改性的研究进行综述。

1 纳米羟基磷灰石表面改性的方法1.1 表面离子掺杂离子掺杂是提高羟基磷灰石HA 生物陶瓷生物功能性和生物形容性的有效方法之一。

目前常用到的掺杂离子有单一离子的掺杂（氟、锌、铬、银、硅、钠、镁等），以及复合掺杂和微量元素的掺杂。

汪小红等[2]通过液相沉淀法和烧结得到银掺杂的羟基磷灰石，实验结果表明银离子在不影响晶体结构的情况下，可以部分地取代Ca 离子，所获得的样品粒径有助于其抗菌性能的发展。

Dubnika A 等[3]为了确保AHP 的抗菌性，将银离子结合到其结构中，并须要控制改性材料中银离子释放的速度。

实验证明，功能化的掺杂银的羟基磷灰石支架在临床上可以确保骨组织再生中的长期局部抗菌和短期麻醉作用。

乔荫颇等[4]通过化学共沉淀法制备不同Sr 掺杂量的钙羟基磷灰石粉体，研究发现当锶含量达到70%样品的荧光发射强度及荧光寿命呈现峰值。

1.2 表面接枝改性原子转移自由基聚合（ATRP）是可以控制的活性自由基聚合的一种，主要是通过过渡金属的氧化还原作用实现物质的聚合，已广泛用于各种固体表面[5]，这种方法可以控制接枝聚合物的量。

羟基磷灰石复合材料的应用进展

第９期收稿日期：２０２０－０３－０９基金项目：省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室资助项目（１５ＰＴＳＹＪＣ００２５０）作者简介：方紫焱（１９９４—），女，河北衡水人，硕士研究生，主要从事复合材料的制备与研究。

羟基磷灰石复合材料的应用进展方紫焱１，２（１．天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津　３００３８７；２．天津工业大学材料科学与工程学院，天津　３００３８７）摘要：羟基磷灰石具有良好的生物相容性、生物活性、吸附性能、力学性能等优越性能，在生物医学、吸附分离以及力学等方面具有广阔的应用前景。

但羟基磷灰石在使用过程中存在脆性大、易团聚、不易回收等弊端。

因此，为了最大程度的发挥其优势，往往使羟基磷灰石与其它合适的材料进行复合，弥补在应用过程中的不足。

本文分别从生物医学、力学、吸附以及新材料研究等领域出发，综述了羟基磷灰石复合材料的应用进展。

关键词：羟基磷灰石；复合材料；应用中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０９－００８１－０２ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＨｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓＦａｎｇＺｉｙａｎ１，２（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｅｐａｒａｔｉｏｎＭｅｍｂｒａｎｅｓａｎｄＭｅｍｂｒａｎｅｓＰｒｏｃｅｓｓｅｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８７，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｉｔｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｈａｓｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｂｅｉｎｇｂｒｉｔｔｌｅ，ｅａｓｙｔｏａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｒｅｃｙｃｌｅｄｕｒｉｎｇｕｓｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｉｖｅｆｕｌｌｐｌａｙｔｏｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｉｓｏｆｔｅｎｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄｗｉｔｈｓｕｉｔａｂｌｅｏｔｈｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｍａｋｅｕｐｆｏｒｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｔａｒｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ羟基磷灰石（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ，简称ＨＡ）是自然界中生物骨组织的构成要素，随着科技和医学的不断前行，人工合成的羟基磷灰石（ＨＡ）也变得越来越多，它可以凭借自身的生物相容性、生物活性、骨传导性在骨治疗上发挥重要的作用。

羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是一种广泛应用于生物医学领域的无机材料，具有良好的生物相容性和生物活性。

近年来，随着生物医学科学的发展，羟基磷灰石的研究也逐渐深入，涉及材料制备、表征方法、组织工程等多个方面。

本文将对羟基磷灰石研究的进展进行综述，以期对相关领域的研究提供参考和启示。

首先，羟基磷灰石的制备方法是研究的重点之一、目前，常见的制备方法包括溶液法、固相法和凝胶法等。

溶液法是一种常见的制备羟基磷灰石的方法，通过控制反应温度、pH值和配方比例等条件，可以获得具有一定形貌和尺寸的羟基磷灰石颗粒。

固相法主要通过固相反应得到羟基磷灰石，具有高温高压条件和长时间反应的特点，得到的羟基磷灰石晶体质量较高。

凝胶法是一种较为新颖的羟基磷灰石制备方法，通过凝胶的形成和热处理过程，可以获得具有高孔隙率和较大比表面积的羟基磷灰石材料。

此外，还有一些新的制备方法也在不断涌现，如微乳液法、电化学沉积法和水热法等，这些方法可以制备出形貌和结构更加复杂的羟基磷灰石材料。

其次，羟基磷灰石的表征方法也在不断发展。

传统的表征方法主要包括X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等。

X射线衍射可以得到羟基磷灰石的晶体结构信息，如结晶度、晶粒大小和结晶方向等。

扫描电子显微镜可以观察到羟基磷灰石的表面形貌和孔隙结构等。

傅里叶变换红外光谱可以分析羟基磷灰石的化学组成和键合状态等。

然而，这些传统的表征方法对于复杂的羟基磷灰石材料已经显得有些局限。

因此，近年来，一些新的表征方法也开始应用于羟基磷灰石的研究，如透射电子显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱等，这些方法可以提供更加全面和细致的羟基磷灰石材料表征信息。

最后，羟基磷灰石在组织工程领域的应用也备受关注。

羟基磷灰石具有与骨组织相似的化学成分和结构，因此可以作为骨缺损修复的理想替代材料。

目前，常见的羟基磷灰石在组织工程方面的应用包括骨组织工程支架、骨修复材料和骨转移负载等。

羟基磷灰石纳米材料的制备及其在生物医学中的应用

羟基磷灰石纳米材料的制备及其在生物医学中的应用羟基磷灰石是一种常用的生物材料，由于其良好的生物相容性和生物活性而被广泛应用于医学领域。

近年来，随着纳米技术的发展，羟基磷灰石纳米材料的制备和应用也得到了越来越多的关注。

一、羟基磷灰石纳米材料的制备方法在制备羟基磷灰石纳米材料时，常采用的方法有溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。

溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。

首先，将合适比例的三乙酸钾和tripropylphosphate混合，并加入适量的去离子水。

随后，在搅拌情况下加入氢氧化铵并加热，反应后生成了羟基磷灰石纳米材料，通过分离、干燥等步骤后，最终得到了羟基磷灰石纳米材料。

共沉淀法是另一种常用的制备方法。

首先，根据所需比例，将适量的钙盐和磷酸盐混合，并加入氢氧化铵。

随后，在搅拌情况下加热，使溶液中的反应物反应生成羟基磷灰石纳米材料。

经过分离、洗涤、干燥等步骤，最终得到羟基磷灰石纳米材料。

水热法是一种比较简单的制备方法。

将适量的磷酸盐和钙盐混合并加入去离子水中，搅拌后，在高压条件下加热，反应生成羟基磷灰石纳米材料。

经过分离、洗涤、干燥等步骤，最终得到羟基磷灰石纳米材料。

二、羟基磷灰石纳米材料在生物医学中的应用1.修复骨组织由于羟基磷灰石具有生物相容性和生物活性，因此被广泛用于修复骨组织。

羟基磷灰石纳米材料由于其更小的粒径和更高的比表面积，在骨组织修复方面表现出更好的效果。

羟基磷灰石纳米材料可以提高骨细胞的生长速度和骨细胞的代谢活力，促进骨细胞的增殖和分化，有利于骨细胞的再生和修复。

2.治疗骨质疏松羟基磷灰石纳米材料还可以用于治疗骨质疏松。

在动物实验中，用羟基磷灰石纳米材料注射到小鼠体内，可以明显增加骨密度和强度。

3.制备生物降解材料羟基磷灰石纳米材料可应用于制备生物降解材料，如制备骨修复膜等。

羟基磷灰石纳米材料在生物修复膜中可以提高骨细胞的生长和骨组织的附着，促进骨组织的再生和修复。

4.制备生物传感器羟基磷灰石纳米材料还可以用于制备生物传感器，如pH传感器等。

羟基磷灰石的制备及生物学性能评价

Preparation and Biological Properties of HA Containing Astragalus Polysaccharides
CHANG Li-Na1,2, QU Shu-Xin2, LIN Sun-Zhong2, DUAN Ke2, WENG Jie2
(1. School of Life Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Key Lab of Advanced Technologies of Materials, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract: Hydroxyapatite (HA) powders containing different concentrations of astragalus polysaccharides (APS)
were synthesized by a wet chemical method. The effect of APS on the crystal structure, crystallinity and crystal size of HA was characterized by XRD, the crystal morphologies of HA and HA/APS were characterized by TEM, the particle size and specific surface area of HA were detected by laser partical size distribution analyzer, automated surface area and pore size analyzer, respectively. Furthermore, the effective concentration of APS on MC3T3-E1 osteoblasts, HA/APS on osteoblastic activity and differentiation was evaluated by Alamar blue, MTT and alkaline phosphatase assay. Cell morphologe was observed by light microscope. The results showed that the crystal structure, crystallinity and crystal size of HA were not obviously effected by the presence of APS. Crystal morphologies of HA/APS was almost the same compared with HA, the average particle size of HA was 1.17 μm and specific surface area was 132.194 m2/g. The effect of APS on osteoblasts was time and dose-dependent, APS concentrations within 80200 μg/mL enhanced osteoblastic activity and ALP expression, HA/APS enhanced osteoblastic activity and the osteoblasts had integrated morphology. It can be concluded that 0.5 g of HA containing 100250 μm APS can promote osteoblastic activity. HA/APS has the promising potential as bone defect filling material for clinical applications.

羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料研究进展

羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料研究进展生物医学工程学杂志 1999年第0期第16卷无机生物材料及有机/无机复合材料组作者：张玉军尹衍升王迎军单位：张玉军尹衍升（山东工业大学材料学院，济南250061）；王迎军（华南理工大学材料系，广州510632）关键词：羟基磷灰石；复合材料；生物陶瓷摘要综述了羟基磷灰石陶瓷及其复合生物陶瓷材料方面的最新进展，并简单探讨了HAP生物陶瓷的发展方向。

Advancement of Hydroxyapatite-Based Bioceramic Composites 羟基磷灰石｛Ca10(PO4)6(OH)2，hydroxyapatite，简称HAP｝具有极好的生物相容性和生物活性，被认为是最有前途的陶瓷人工齿和人工骨置换材料。

然而，纯HAP陶瓷的机械性能比较差，例如，断裂韧性(K IC)不超过1.0 MPa·m1/2，而且，在潮湿的环境中Weibull因子较低(n=5～12)，作为人工种植体其使用可靠性较差。

到目前为止，HAP陶瓷不能用作承载种植体，它在医学上的应用仅限于小的非承载种植体、粉末、涂层和低承载的多孔种植体。

为了提高HAP陶瓷材料的使用可靠性，近十几年来已经进行了许多研究工作。

本文将结合我们的实验工作，简单探讨在该领域的某些研究进展。

1 HAP粉末的制备制备HAP粉末有许多方法，主要有湿法和固态反应法［1］。

固态反应法往往给出符合化学计量、结晶完整的产品，但是它们要求相对较高的温度和热处理时间，而且。

这种粉末的可烧结性较差。

湿法包括：沉淀法［2，3］、水热合成法［4］和溶胶-凝胶法［5～8］等。

用水热合法成法获得的HAP材料一般结晶程度高，Ca/P接近化学计量值。

溶胶-凝胶法可以得到无定形、纳米尺寸、Ca/P比接近1.67的HAP粉末。

用沉淀法在温度不超过100 ℃的条件下，可制备纳米尺寸的纤维颗粒粉末［9］。

就HAP粉末的制备而言，制备工艺已经比较成熟。

浅绿色羟基磷灰石

浅绿色羟基磷灰石介绍浅绿色羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA）是一种广泛应用于医学和生物材料领域的无机化合物。

它具有优异的生物相容性和生物活性，被广泛用于骨修复、牙科材料、药物传递系统等领域。

本文将对浅绿色羟基磷灰石的特性、制备方法、应用以及未来发展进行全面探讨。

特性浅绿色羟基磷灰石具有以下特性： 1. 化学稳定性高：在生理条件下能够保持稳定，不易分解。

2. 生物相容性好：与人体组织相容性良好，不会引起明显的免疫反应。

3. 生物活性强：能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生。

4. 物理性能优异：具有较高的硬度和强度，能够提供良好的力学支撑。

制备方法浅绿色羟基磷灰石的制备方法主要包括以下几种： 1. 离子交换法：通过将钙离子和磷酸根离子交换得到羟基磷灰石。

2. 水热法：在高温高压的水热条件下，通过反应生成羟基磷灰石。

3. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程，将羟基磷灰石沉淀出来。

4. 生物仿生法：通过模仿生物体内骨组织的形成过程，制备羟基磷灰石。

应用浅绿色羟基磷灰石在医学和生物材料领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 骨修复：浅绿色羟基磷灰石可以作为骨修复材料，用于填充骨缺损、修复骨折等。

它能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生，有助于加速骨折愈合和骨缺损的修复。

2. 牙科材料：浅绿色羟基磷灰石可以用于制备牙齿修复材料，如人工牙根、牙齿填充材料等。

它具有与牙齿组织相似的化学成分和结构，能够与自然牙齿良好地结合。

3. 药物传递系统：浅绿色羟基磷灰石可以作为药物传递系统的载体，用于控制药物的释放。

通过调控羟基磷灰石的孔隙结构和表面性质，可以实现药物的缓慢释放，提高药物的疗效和减少副作用。

4. 生物传感器：浅绿色羟基磷灰石可以用于制备生物传感器，用于检测生物分子或生物反应过程。

它具有良好的生物相容性和生物活性，能够与生物体内的分子或细胞发生特定的相互作用，实现灵敏的检测和分析。