生物材料研究方法综述
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2 材料研究方法
211 制备方法 在研究生物材料的制备方法上 ,材料的性质
不同就相应地有不同的方法 ,如人工高分子材料 和一些生物陶瓷材料通过化学反应合成 ,而金属 材料通过开采后 ,则进行一定的加工处理而获得 1
为了获得性能更优异的材料 ,采用复合的方法 ,使 之成为一种新的材料 1目前在该领域的研究焦点 之一是在金属或合金如不锈钢 、钛或钛合金 ,表面 进行钙 - 磷涂层的表面改性研究 1不锈钢和钛 、钛 合金 Ti6A14V 作为植入材料 ,具有较好的力学性 能 1但是 ,生物相容性和生物活性不理想 ;而钙 — 磷生物陶瓷具有较好的生物学性能 ,但材料的抗 折强度不够 1于是人们想到让它们性能复合以相 互“取长补短 ”,制备综合性能好的生物材料 1 在 该领域 ,主要是以 Ti6A14V 钛合金为基材 ,采用不 同的方法 ,涂敷具有生物相容性的生物活性的钙
邓 迟
(乐山师范学院 物理与电子信息科学系 , 乐山 614004)
摘 要 : 生物材料用途之一 , 研究涉及到多种学科领域 , 其方法种类繁多 1在材料制备加工方法上 , 不仅需要 改善既存的技术 , 而且适应对生物材料的需要 , 必须要开发多种实用方法 ; 在研究生物材料结构上目前使用的 一些检测方法已成为材料结构分析的首要之选 ; 在生物材料的性能 , 特别是生物学性能 , 研究方法大多结合了 物理 、化学 、生物学和工程学技术 1一些信息技术和工程理论的研究方法也被引入生物材料的研究方法中 1本 文以目前生物材料研究的一些热点领域为例 , 介绍了一些研究生物材料的制备 、检测和评价方法 1 关键词 : 生物材料 ; 研究方法 中图分类号 : Q81 TB33 文献标识码 : A
生物材料的性质包含很广泛的内容 ,主要有 三大类 :物理性能 、化学性能以及生物学性能 1不 同用途的材料会对它们的各项性能有不同轻重的 要求 1例如 ,对于生物降解材料 ,人们会重点关注 它在生物体内逐渐分解或破坏的行为和程度 ,即 其降解性 1因此 ,研究生物材料的理化性能 ,并不 是每一项目都给予关注 1目前 ,羟基磷灰石 ( HA ) 是生物材料界研究比较多的一种生物陶瓷材料 , 它正广泛地应用于很多方面 ,并有进一步扩大应 用范围的可能 1因此 ,它各个方面的性能受到了广 泛的重视 ,通过对它性能研究方法的了解 ,可以认 识一些生物材料性能的研究方法 1
1 前 言
生物材料是用以和生命系统结合 ,以诊断 、治 疗或替换机体中的组织 、器官或增进其功能的材 料 1根据其功能 ,它临床应用一般要加工成与药物 一起使用或单独的部件 1人们致力于对该类功能 材料的研究 ,旨在使该材料制成的器件能够代替 或修复人体病损的组织和器官 ,并实现其生理功 能1
研究生物材料涉及的学科领域很多 ,如材料 、 生物 、医学 、物理 、生物化学及一些现代高技术等 , 相应的 研 究 包 括 除 生 物 与 材 料 学 科 的 评 价 方 法 外 ,还会有物理 、化学及一些工程的研究方法 ,并 且 ,不同材料具体不同的功能或用途 ,决定了它具 备多种不同的性能 ,这也反映了对它的研究具有 不同的方法 1本文按照材料制备 、组成结构及性能 的关系 ,必要时结合其具体用途 ,概述生物材料的 一些研究方法 ,评析其发展状况 1
收稿日期 : 2005 - 03 - 30 作者简介 : 邓迟 (1974 - ) , 男 , 讲师 , 硕士 , 从事生物材料的研究 1
·98·
成都大学学报 (自然科学版 )
第 24卷
等 [ 14 ]用激光熔覆法就能提高两种材料界面的结合 强度 ,而国内张亚平等 [ 14～16 ]采用激光熔覆原位合 成 ,不但能合成生物钙 - 磷涂层 ,而且获得的界面 强度 (38M Pa)也要比用等离子喷涂法获得的界面 强度 (18M Pa)要高 1目前 ,这些方法各有优劣 ,都 存在需要 进一步改善的问题 1同时 ,人们也正在 研发一些新的更有效的方法来改善在钛合金表面 的涂敷效果 1
对于植入机体的 HA 的耐腐蚀性 ,人们先通过 (常为 20% HC1 水溶液 ) 、碱 ( 20% NaOH 水溶液 ) 及生理盐液 (浓度 20% )浸泡实验 1用失重法来初 步评价它的耐蚀性 1其后 ,为了更有效地了解它在 机体中的抗蚀能力 ,一般将其放入 SBF溶液中 ,经 一定周期观察 ,通过确定其位置和结构破坏程度 , 来综合评价 HA 的耐腐蚀性 [ 25～31 ] 1但是 ,由于 HA 使用的广泛性 ,试验的化学溶液由实际使用环境 的化学物质确定 1如 Chen Y等 [ 32 ]用失重法研究 了处于不同温度下 FHA 在 2. 5w t%柠檬酸的耐腐 蚀性 ; FathiMH 等 [ 33 ] 则比较了涂敷在不锈钢表面
对于 HA 的力学性能 ,人们采用研究一般功能 材料力学性能的方法来测评它 1在硬度计上测定 硬度 ;用拉伸实验测抗拉强度和抗压强度 ;用常规 冲击方法测定冲击强度 ,其他具体力学性能也基 本类似 1但是 ,对于特殊的力学性质 ,研究者往往 必须设计新的方法 1例如 ,将钙 —磷涂层涂敷到钛 合金表面 ,能够改善合金表面的生物相容性和生 物活性 1但是 ,涂层与界面的结合强度是一个非常 重要的指标 ,如何正确地测定界面的结合强度就 成了研究者必须解决的问题 1很多研究者设计了
此 ,目前还需要大力改善现有的技术 ,设计新的办 法1 212 常用的结构检测方法
通过各种技术获得生物材料后 ,人们为了更 深刻地了解它的特性 ,往往必须先研究材料的组 成和微观结构 1 在研究生物材料的微观形貌 、组 成 、结构最常用的检测方法主要有 :扫描电镜观察 ( SEM ) 、透射电镜观察 ( TEM ) 、X射线电光分光光 谱法 (XPS) 、X射线衍射法 ( XRD ) 、傅立叶变换红 外光谱法 ( FTIR - ART) 、原子力显微镜 (AFM ) 、X 射线能谱分析 ( EDX)等 ,这些研究手段或单独或 连用来研究材料的组成和结构 ; 有些设备具有多 样功能 ,不只能观测材料的形貌结构 ,还能用来测 定材料的成分 1从目前研究生物材料的文献来看 , 以上方法似乎早已成为研究者研究材料微观结构 的首要之选 1 213 理化性能的研究方法
- 磷涂层 , 其中 , 较受关注的方法有等离子喷涂 法 [ 1～3 ] 、激 光 熔 覆 法 [ 4～6 ] 、静 电 喷 射 沉 积 法 ( ESD ) [ 7 ] 、生 物 模 拟 和 电 解 法 [ 8 ] 、电 化 学 沉 积 法 [ 9 ] 、高速含氧燃料喷射法 ( HOV F) [ 10 ] 、磁电喷射 法 [ 11 ] 、溶胶 - 凝胶法 [ 12 ]等 1 其中 ,最早使用也是 目前最成熟的是等离子喷涂法 1然而 ,该法存在涂 层与基体界面结合强度差 、涂层强度低及脆性大 的缺点 ,研究人员在等离子喷涂方法的基础上继 而加用别的方法减少这些缺点 ,如翁杰等 [ 13 ]用等 离子喷涂技术获得羟基磷灰石 ( HA )或氟磷灰石 ( FA )涂层及可控晶体的 HA 粒子 ,然后采用热处 理方法改变涂层的磷灰石晶体结构 ,影响涂层在 SPF的生物矿化过程 ,达到提高涂层强度的目的 ;或 用以上介绍的一些方法来代替 ,如国外 Lusquinos F
3 生物学评价方法
生物相容性是生物材料能否应用于临床的关 键因素之一 1评价一个生物材料的生物学性能 ,主 要看材料与机体的相互作用 ,包括材料反应和宿 主反应 1由于不同材料的用途不同 ,其生物学评价 项目内容和水平亦不同 ,项目内容的不同 ,具体要 确定的研究方法也会不同 [ 42～48 ] 1国外对生物材料 器件评价根据体外 、体内及体外和体内之间的位 置 ,分为短期和长期 ,它们的方法各不同 1较为复 杂的是体内植入材料 ,它的短期的评价方法有刺 激实验 、致敏实验 、细胞毒性实验 、全身急性毒性 实验 、血液相容性实验 、热原实验 、植入实验和致 突变遗传毒性实验 ,长期的评价方法包括亚慢性 毒性实验 、慢性毒性实验 、致癌实验 、生殖和发育 毒性实验及体内降解实验 1材料的生物学性能的 评价系统是一个极其复杂而又处于动态变化的 , 其方法也是极其复杂 ,并随研究内容的发展而变 化1
第 2期
邓 迟 :生物材料研究方法综述
·来自百度文库9·
自己的方法 1用激光熔覆原位合成生物涂层的张 亚平教授等 [ 21 ]采用了如下图的方法 1
附图 结合强度测试方法
对于 HA的吸附性能 ,由于 HA 的表面结构受 到制备方法和所处的环境条件如溶液的 PH 值 、温 度等因素的制约 ,其吸附性能很大程度由表面结构 决定 1HA吸附物质的机制主要是静电作用 1因此 , 可以通过采用测定各种材料的表面基团 、电势 、正负 离子比率和数量及吸附等温线等参数来评价 HA 与 其他物质的吸附作用 1H idekazu Tanaka等 [22 ]测定 了改性的 CaHAP的 Ca / P摩尔比、观测其表面形态 和测定表面基团结构 ,以及采用计算机辅助测定体 积仪测定 N2 和 CO2 与 HA 作用的吸附等温线来评 估 HA 在不 同温 度 下 的 吸 附 能 力 1 而 Gang Yin 等 [23]则研究了 HA 表面吸附生物大分子蛋白质的 机制 ,他们通过测定 HA 表面的 ζ- 电位、不同溶液 的离子浓度、强度、PH值 ,以及增重法等来确定室温 下 HA对 BSA的吸附机制和吸附能力 1A llal Barroug 等 [24]讨论了过氧化氢酶与 HA 的吸附 1他们采用 确定离子迁移率的方法 ,研究两种物质吸附和解吸 逆过程 ,来评析 HA的吸附能力 1
另外 ,制备或合成组织工程材料 ,特别是软骨支 架材料也是目前生物材料的研究热点之一 1孙安国 等 [17]研究组织工程化喉支架软骨的构建方法 ,他们 首先采用酶消化法获取幼兔肋和关节软骨细胞并 进行体外培养 ,用于实验 ; 然后用溶液浇铸 、模压 成形和颗粒滤沥方法制备喉形态聚羟基烷酸酯类 [ PHBHH ) ]生物材料塑形物 ,接种软骨细胞形成 细胞 - PHBHH复合物 ,这种方法获取的软骨细胞 活性为 (93 ±2) % ,制备的喉形态生物材料塑形物 呈中空半面喇叭状 ,液体 (乙醇 )静态容积测定孔 隙率大于 90% 1该种体内植入法构建出喉形态组 织工程化组织 ,大体形态维持良好 ,组织学和免疫 组织化学均证实为软骨组织 ,且形态学和组织学 表现两者基本一致 1Subram anian A 等 [ 18 ]采用电纺 法合成定向排列的或任意方向排列的壳聚糖纤维 的软骨支架材料 ,它克服了先前冻干法通过泡沫 和水凝胶 来获得 多孔 的一 些缺 点 1Furukawa KS 等 [ 19 ]则采用旋转培养法获得软骨细胞支架 ,为了 提高细胞与细胞的相互作用 ,减少细胞与材料相 互作用 ,在装软骨细胞的盘中放入具有一定粘附 力的蛋白 ,并将盘的旋转速度设定为每分 80圈 ,这 样细胞会分布在盘中 1在这种条件下 ,经过 24 ～ 36小时的旋转培养 ,即可获得由细胞分泌的软骨 基质材料 1B aier Leach J 等 [ 20 ]通过交连透明质酸 水凝胶获得软骨组织支架材料 1组织工程材料除 具备一般生物材料的理化性和生物学性能外 ,还 必须具备一些特殊功能包括适当的空隙率 、可压 缩的弹性模量 、渗透性 、粘弹性等等 ,多性能的要 求 ,使得目前制备的组织工程材料很难满足实际 的需要 1目前制备的材料大多只是停留在基础阶 段 ,研究的方法服务于理论或应用基础研究 1 因
第 24卷 第 2期
2005年 6月
成都大学学报 (自然科学版 )
Journal of Chengdu University (Natural Science)
文章编号 : 1004 - 5422 (2005) 02 - 0097 - 07
生物材料研究方法综述
Vol124 No12
J un12005
的 HA、Ti及双层 HA / Ti三种材料的耐蚀性 1他们 将三种材料放入生理溶液中 ,通过电化学动电位 实验比较他们的腐蚀行为 ; Montague A 等 [ 34 ]也采 用失重法研究了生理溶液中的 Ca和 H2 O2 对 HA 抗蚀能力的影响 1
与材料耐蚀性研究相关的溶解性 [ 35～41 ] ,也是 看待生物材料的结构稳定性的一个重要方面 1其 研究方法除了失重法外 ,一般还必须了解失去重 量部分的成分 1因此 ,用原子吸收分光光度法测定 生理溶液中的离子是常用的办法 1另外 ,为了理解 材料被溶解的部位 、程度和机制 ,辅之以检测材料 结构的方法研究它溶解前后的结构变化及相关性 能的改变 ,有时也是很必要的 1
211 制备方法 在研究生物材料的制备方法上 ,材料的性质
不同就相应地有不同的方法 ,如人工高分子材料 和一些生物陶瓷材料通过化学反应合成 ,而金属 材料通过开采后 ,则进行一定的加工处理而获得 1
为了获得性能更优异的材料 ,采用复合的方法 ,使 之成为一种新的材料 1目前在该领域的研究焦点 之一是在金属或合金如不锈钢 、钛或钛合金 ,表面 进行钙 - 磷涂层的表面改性研究 1不锈钢和钛 、钛 合金 Ti6A14V 作为植入材料 ,具有较好的力学性 能 1但是 ,生物相容性和生物活性不理想 ;而钙 — 磷生物陶瓷具有较好的生物学性能 ,但材料的抗 折强度不够 1于是人们想到让它们性能复合以相 互“取长补短 ”,制备综合性能好的生物材料 1 在 该领域 ,主要是以 Ti6A14V 钛合金为基材 ,采用不 同的方法 ,涂敷具有生物相容性的生物活性的钙
邓 迟
(乐山师范学院 物理与电子信息科学系 , 乐山 614004)
摘 要 : 生物材料用途之一 , 研究涉及到多种学科领域 , 其方法种类繁多 1在材料制备加工方法上 , 不仅需要 改善既存的技术 , 而且适应对生物材料的需要 , 必须要开发多种实用方法 ; 在研究生物材料结构上目前使用的 一些检测方法已成为材料结构分析的首要之选 ; 在生物材料的性能 , 特别是生物学性能 , 研究方法大多结合了 物理 、化学 、生物学和工程学技术 1一些信息技术和工程理论的研究方法也被引入生物材料的研究方法中 1本 文以目前生物材料研究的一些热点领域为例 , 介绍了一些研究生物材料的制备 、检测和评价方法 1 关键词 : 生物材料 ; 研究方法 中图分类号 : Q81 TB33 文献标识码 : A
生物材料的性质包含很广泛的内容 ,主要有 三大类 :物理性能 、化学性能以及生物学性能 1不 同用途的材料会对它们的各项性能有不同轻重的 要求 1例如 ,对于生物降解材料 ,人们会重点关注 它在生物体内逐渐分解或破坏的行为和程度 ,即 其降解性 1因此 ,研究生物材料的理化性能 ,并不 是每一项目都给予关注 1目前 ,羟基磷灰石 ( HA ) 是生物材料界研究比较多的一种生物陶瓷材料 , 它正广泛地应用于很多方面 ,并有进一步扩大应 用范围的可能 1因此 ,它各个方面的性能受到了广 泛的重视 ,通过对它性能研究方法的了解 ,可以认 识一些生物材料性能的研究方法 1
1 前 言
生物材料是用以和生命系统结合 ,以诊断 、治 疗或替换机体中的组织 、器官或增进其功能的材 料 1根据其功能 ,它临床应用一般要加工成与药物 一起使用或单独的部件 1人们致力于对该类功能 材料的研究 ,旨在使该材料制成的器件能够代替 或修复人体病损的组织和器官 ,并实现其生理功 能1
研究生物材料涉及的学科领域很多 ,如材料 、 生物 、医学 、物理 、生物化学及一些现代高技术等 , 相应的 研 究 包 括 除 生 物 与 材 料 学 科 的 评 价 方 法 外 ,还会有物理 、化学及一些工程的研究方法 ,并 且 ,不同材料具体不同的功能或用途 ,决定了它具 备多种不同的性能 ,这也反映了对它的研究具有 不同的方法 1本文按照材料制备 、组成结构及性能 的关系 ,必要时结合其具体用途 ,概述生物材料的 一些研究方法 ,评析其发展状况 1
收稿日期 : 2005 - 03 - 30 作者简介 : 邓迟 (1974 - ) , 男 , 讲师 , 硕士 , 从事生物材料的研究 1
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成都大学学报 (自然科学版 )
第 24卷
等 [ 14 ]用激光熔覆法就能提高两种材料界面的结合 强度 ,而国内张亚平等 [ 14～16 ]采用激光熔覆原位合 成 ,不但能合成生物钙 - 磷涂层 ,而且获得的界面 强度 (38M Pa)也要比用等离子喷涂法获得的界面 强度 (18M Pa)要高 1目前 ,这些方法各有优劣 ,都 存在需要 进一步改善的问题 1同时 ,人们也正在 研发一些新的更有效的方法来改善在钛合金表面 的涂敷效果 1
对于植入机体的 HA 的耐腐蚀性 ,人们先通过 (常为 20% HC1 水溶液 ) 、碱 ( 20% NaOH 水溶液 ) 及生理盐液 (浓度 20% )浸泡实验 1用失重法来初 步评价它的耐蚀性 1其后 ,为了更有效地了解它在 机体中的抗蚀能力 ,一般将其放入 SBF溶液中 ,经 一定周期观察 ,通过确定其位置和结构破坏程度 , 来综合评价 HA 的耐腐蚀性 [ 25～31 ] 1但是 ,由于 HA 使用的广泛性 ,试验的化学溶液由实际使用环境 的化学物质确定 1如 Chen Y等 [ 32 ]用失重法研究 了处于不同温度下 FHA 在 2. 5w t%柠檬酸的耐腐 蚀性 ; FathiMH 等 [ 33 ] 则比较了涂敷在不锈钢表面
对于 HA 的力学性能 ,人们采用研究一般功能 材料力学性能的方法来测评它 1在硬度计上测定 硬度 ;用拉伸实验测抗拉强度和抗压强度 ;用常规 冲击方法测定冲击强度 ,其他具体力学性能也基 本类似 1但是 ,对于特殊的力学性质 ,研究者往往 必须设计新的方法 1例如 ,将钙 —磷涂层涂敷到钛 合金表面 ,能够改善合金表面的生物相容性和生 物活性 1但是 ,涂层与界面的结合强度是一个非常 重要的指标 ,如何正确地测定界面的结合强度就 成了研究者必须解决的问题 1很多研究者设计了
此 ,目前还需要大力改善现有的技术 ,设计新的办 法1 212 常用的结构检测方法
通过各种技术获得生物材料后 ,人们为了更 深刻地了解它的特性 ,往往必须先研究材料的组 成和微观结构 1 在研究生物材料的微观形貌 、组 成 、结构最常用的检测方法主要有 :扫描电镜观察 ( SEM ) 、透射电镜观察 ( TEM ) 、X射线电光分光光 谱法 (XPS) 、X射线衍射法 ( XRD ) 、傅立叶变换红 外光谱法 ( FTIR - ART) 、原子力显微镜 (AFM ) 、X 射线能谱分析 ( EDX)等 ,这些研究手段或单独或 连用来研究材料的组成和结构 ; 有些设备具有多 样功能 ,不只能观测材料的形貌结构 ,还能用来测 定材料的成分 1从目前研究生物材料的文献来看 , 以上方法似乎早已成为研究者研究材料微观结构 的首要之选 1 213 理化性能的研究方法
- 磷涂层 , 其中 , 较受关注的方法有等离子喷涂 法 [ 1～3 ] 、激 光 熔 覆 法 [ 4～6 ] 、静 电 喷 射 沉 积 法 ( ESD ) [ 7 ] 、生 物 模 拟 和 电 解 法 [ 8 ] 、电 化 学 沉 积 法 [ 9 ] 、高速含氧燃料喷射法 ( HOV F) [ 10 ] 、磁电喷射 法 [ 11 ] 、溶胶 - 凝胶法 [ 12 ]等 1 其中 ,最早使用也是 目前最成熟的是等离子喷涂法 1然而 ,该法存在涂 层与基体界面结合强度差 、涂层强度低及脆性大 的缺点 ,研究人员在等离子喷涂方法的基础上继 而加用别的方法减少这些缺点 ,如翁杰等 [ 13 ]用等 离子喷涂技术获得羟基磷灰石 ( HA )或氟磷灰石 ( FA )涂层及可控晶体的 HA 粒子 ,然后采用热处 理方法改变涂层的磷灰石晶体结构 ,影响涂层在 SPF的生物矿化过程 ,达到提高涂层强度的目的 ;或 用以上介绍的一些方法来代替 ,如国外 Lusquinos F
3 生物学评价方法
生物相容性是生物材料能否应用于临床的关 键因素之一 1评价一个生物材料的生物学性能 ,主 要看材料与机体的相互作用 ,包括材料反应和宿 主反应 1由于不同材料的用途不同 ,其生物学评价 项目内容和水平亦不同 ,项目内容的不同 ,具体要 确定的研究方法也会不同 [ 42～48 ] 1国外对生物材料 器件评价根据体外 、体内及体外和体内之间的位 置 ,分为短期和长期 ,它们的方法各不同 1较为复 杂的是体内植入材料 ,它的短期的评价方法有刺 激实验 、致敏实验 、细胞毒性实验 、全身急性毒性 实验 、血液相容性实验 、热原实验 、植入实验和致 突变遗传毒性实验 ,长期的评价方法包括亚慢性 毒性实验 、慢性毒性实验 、致癌实验 、生殖和发育 毒性实验及体内降解实验 1材料的生物学性能的 评价系统是一个极其复杂而又处于动态变化的 , 其方法也是极其复杂 ,并随研究内容的发展而变 化1
第 2期
邓 迟 :生物材料研究方法综述
·来自百度文库9·
自己的方法 1用激光熔覆原位合成生物涂层的张 亚平教授等 [ 21 ]采用了如下图的方法 1
附图 结合强度测试方法
对于 HA的吸附性能 ,由于 HA 的表面结构受 到制备方法和所处的环境条件如溶液的 PH 值 、温 度等因素的制约 ,其吸附性能很大程度由表面结构 决定 1HA吸附物质的机制主要是静电作用 1因此 , 可以通过采用测定各种材料的表面基团 、电势 、正负 离子比率和数量及吸附等温线等参数来评价 HA 与 其他物质的吸附作用 1H idekazu Tanaka等 [22 ]测定 了改性的 CaHAP的 Ca / P摩尔比、观测其表面形态 和测定表面基团结构 ,以及采用计算机辅助测定体 积仪测定 N2 和 CO2 与 HA 作用的吸附等温线来评 估 HA 在不 同温 度 下 的 吸 附 能 力 1 而 Gang Yin 等 [23]则研究了 HA 表面吸附生物大分子蛋白质的 机制 ,他们通过测定 HA 表面的 ζ- 电位、不同溶液 的离子浓度、强度、PH值 ,以及增重法等来确定室温 下 HA对 BSA的吸附机制和吸附能力 1A llal Barroug 等 [24]讨论了过氧化氢酶与 HA 的吸附 1他们采用 确定离子迁移率的方法 ,研究两种物质吸附和解吸 逆过程 ,来评析 HA的吸附能力 1
另外 ,制备或合成组织工程材料 ,特别是软骨支 架材料也是目前生物材料的研究热点之一 1孙安国 等 [17]研究组织工程化喉支架软骨的构建方法 ,他们 首先采用酶消化法获取幼兔肋和关节软骨细胞并 进行体外培养 ,用于实验 ; 然后用溶液浇铸 、模压 成形和颗粒滤沥方法制备喉形态聚羟基烷酸酯类 [ PHBHH ) ]生物材料塑形物 ,接种软骨细胞形成 细胞 - PHBHH复合物 ,这种方法获取的软骨细胞 活性为 (93 ±2) % ,制备的喉形态生物材料塑形物 呈中空半面喇叭状 ,液体 (乙醇 )静态容积测定孔 隙率大于 90% 1该种体内植入法构建出喉形态组 织工程化组织 ,大体形态维持良好 ,组织学和免疫 组织化学均证实为软骨组织 ,且形态学和组织学 表现两者基本一致 1Subram anian A 等 [ 18 ]采用电纺 法合成定向排列的或任意方向排列的壳聚糖纤维 的软骨支架材料 ,它克服了先前冻干法通过泡沫 和水凝胶 来获得 多孔 的一 些缺 点 1Furukawa KS 等 [ 19 ]则采用旋转培养法获得软骨细胞支架 ,为了 提高细胞与细胞的相互作用 ,减少细胞与材料相 互作用 ,在装软骨细胞的盘中放入具有一定粘附 力的蛋白 ,并将盘的旋转速度设定为每分 80圈 ,这 样细胞会分布在盘中 1在这种条件下 ,经过 24 ～ 36小时的旋转培养 ,即可获得由细胞分泌的软骨 基质材料 1B aier Leach J 等 [ 20 ]通过交连透明质酸 水凝胶获得软骨组织支架材料 1组织工程材料除 具备一般生物材料的理化性和生物学性能外 ,还 必须具备一些特殊功能包括适当的空隙率 、可压 缩的弹性模量 、渗透性 、粘弹性等等 ,多性能的要 求 ,使得目前制备的组织工程材料很难满足实际 的需要 1目前制备的材料大多只是停留在基础阶 段 ,研究的方法服务于理论或应用基础研究 1 因
第 24卷 第 2期
2005年 6月
成都大学学报 (自然科学版 )
Journal of Chengdu University (Natural Science)
文章编号 : 1004 - 5422 (2005) 02 - 0097 - 07
生物材料研究方法综述
Vol124 No12
J un12005
的 HA、Ti及双层 HA / Ti三种材料的耐蚀性 1他们 将三种材料放入生理溶液中 ,通过电化学动电位 实验比较他们的腐蚀行为 ; Montague A 等 [ 34 ]也采 用失重法研究了生理溶液中的 Ca和 H2 O2 对 HA 抗蚀能力的影响 1
与材料耐蚀性研究相关的溶解性 [ 35～41 ] ,也是 看待生物材料的结构稳定性的一个重要方面 1其 研究方法除了失重法外 ,一般还必须了解失去重 量部分的成分 1因此 ,用原子吸收分光光度法测定 生理溶液中的离子是常用的办法 1另外 ,为了理解 材料被溶解的部位 、程度和机制 ,辅之以检测材料 结构的方法研究它溶解前后的结构变化及相关性 能的改变 ,有时也是很必要的 1