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可生物降解羧甲基纤维素/壳聚糖吸水保水材料的制备与表征

李勤奋 , , 王江 , 王妍媖 , 江虹 , 李玉宝 , 张利

高分子材料科学与工程

用溶液共混及冷冻干燥法制备了不同比例的羧甲基纤维素/壳聚糖(CMC/CS)吸水保水复合材料.用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并对复合材料的吸水保水能力、吸水速率和重复使用性能进行了测试.结果表明,复合材料两组分间有很好的相容性,二者发生了一定的相互交联作用;在不同组分比例的复合材料中,当CMC/CS比例为9/1时其吸水率最高,为(6676.0±50.2)%,其吸水速度极快,且具备优异的保水性能.

关键词: 羧甲基纤维素 , 壳聚糖 , 复合材料 , 吸水保水

双交联明胶-壳聚糖复合人工真皮支架的制备及其性能研究

周名兵 , 胡盼 , 龚梅 , , 杜晶晶 , 张利 , 李玉宝

功能材料

采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)和三聚磷酸钠(STPP)作为共价-离子双交联剂交联制备了明胶-壳聚糖(gel-CS)复合人工真皮支架。通过FT-IR和SEM对复合多孔支架结构及形貌进行表征,同时对复合多孔支架的孔隙率、平均孔径、溶胀性能和降解性能进行了研究。研究结果表明,明胶和壳聚糖两相间成功地发生了交联反应,形成了具有贯通孔结构和良好孔隙率的复合多孔支架。该支架平均孔径在136.1~182.9μm之间,且随着壳聚糖含量的增加,孔径及孔隙率随之降低;溶胀性能研究发现,相较于单一共价交联方法,采用双交联法制备的支架溶胀率有所降低,再次印证双交联法制备的支架其交联度较单一共价交联的高;酶降解实验表明,固定STPP含量,随着EDC含量增加,复合支架的降解性能越好,而EDC含量一定,则STPP含量为0.5%时,复合支架具有最好的降解性能。

关键词: 明胶 , 壳聚糖 , 共价-离子交联 , 多孔支架

用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/聚酰胺66功能梯度材料的制备和表征

罗小兵 , 张利 , 周名兵 , 左奕 , 邹琴 , , 李玉宝

功能材料

利用反复冷冻-解冻法和相分离法,制备出用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石(nHA)/聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA66)功能梯度材料。研究表面层PVA的力学性能和摩擦学性能,及软骨下骨nHA/PA66(m(HA)∶m(PA66)=1∶1)支架的力学性能及生物学性能。结果表明PVA拉伸强度为1.938MPa,平均摩擦系数在生理盐水及代血浆润滑条件下分别为0.076和0.085;nHA/PA66复合多孔支架孔隙率为80.93%,孔径为50~500μm,压缩强度和压缩模量分别为0.88和15.21MPa,且具有良好的生物相容性。

关键词: nHA , PVA , PA66 , 功能梯度材料

静电自组装表面修饰HA/PA6膜:表征及其细胞相容性研究

沈娟 , 左奕 , 李玉宝 , 邹琴 , 程琳 , 龚梅 ,

功能材料

通过表面改性引入活性生物分子可以用来增强材料表面的生物相容性。采用静电自组装技术将明胶和聚乙烯亚胺引入羟基磷灰石/聚酰胺6(HA/PA6)材料表面,最终获得大分子修饰的复合材料。利用水接触角测量(WCA)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)测试手段对表面改性前后HA/PA6膜的表面化学、亲水性和表面形貌进行表征。并研究了其对细胞活性的影响。结果表明,改性后膜表面的亲水性增强,粗糙度增大。体外细胞实验表明,明胶涂层后的HA/PA6表面细胞更利粘附、铺展和生长。该固定方法模拟细胞外基质组成制备出的生物活性膜能进一步满足生物医学工程需求。

关键词: 羟基磷灰石/聚酰胺6 , 表面修饰 , 自组装 , 细胞相容性

聚酰胺66膜表面明胶固定化研究

沈娟 , 左奕 , 张利 , 邹琴 , 程琳 , , 李玉宝

功能材料

生物材料可通过表面改性引入活性基团来增强其生物相容性.采用紫外辐照方法,以亚铁离子辅助引发接枝聚合,将羧基引入聚酰胺66(PA66)膜表面,再用水溶性碳化二亚胺(WSC)作为缩合剂,进一步将明胶固定在聚酰胺膜表面,最终获得大分子修饰的聚酰胺材料.利用衰减全反射-傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和水接触角测量(WCA)等测试手段对PA66膜和表面改性PA66膜进行了表征.结果表明,在40℃条件下,光氧化的最佳时间为60min.接枝聚合后,膜的亲水性增强,水接触角由纯聚酰胺的67.5°变为固定明胶分子后的60°,并且膜表面的粗糙度增加.表面改性PA66膜可促进细胞活性,适用于组织工程中.

关键词: 接枝改性 , 聚酰胺66 , 固定化 , 亲水性 , 粗糙度

四类关节软骨修复材料的摩擦学性能对比研究

罗小兵 , 张利 , 王妍瑛 , 左奕 , 邹琴 , , 李玉宝

功能材料

分别在生理盐水和代血浆润滑条件下对聚氨醋(PU),聚酰胺(PA66 )、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚乙烯醇(PVA)水凝胶作为人工关节软骨的摩擦学性能进行了研究,与猪关节软骨进行对比,并用SEM观察样品磨痕表面微观形貌,分析其摩擦机理.结果显示,材料的平均摩擦系数都很小,但都高于天然猪关节软骨(POAC)的摩擦系数.PVA的平均摩擦系数与猪关节软骨最为接近,而PU和PA66的抗摩擦能力优于PVA和EVA.

关键词: PU , PA66 , PVA , EVA , 摩擦学性能

聚酰胺多孔膜的可控制备及细胞生物学响应

, 牛璐璐 , 胡银春 , 左奕 , 郭美卿 , 王鹤峰 , 李玉宝

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.029

利用相转移法,通过控制溶剂蒸发温度制备了不同孔隙结构的聚酰胺(PA)多孔膜,用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对不同孔隙结构的PA多孔膜的形貌和力学性能进行了表征.将PA 多孔膜与类成骨细胞(MG63)共培养来考察不同孔隙结构多孔膜的细胞生物学响应.结果表明,随着溶剂蒸发温度升高,制备的PA多孔膜孔径大小逐渐增大,在40℃下制备的多孔膜孔隙结构均匀,孔径为10~20μm,其弹性模量与拉伸强度分别达到(20.2±0.9)和(5.2±0.5)MPa.细胞实验表明,与40℃下制备的PA多孔膜共培养后,细胞在其表面伸展爬行,形态结构完整,增殖明显.具有可控特性的 PA 多孔膜能够满足其在骨组织引导再生临床中的应用.

关键词: 聚酰胺 , 多孔膜 , 力学性能 , 细胞学响应

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的原位仿生制备及表征

李健 , 韩志军 , 魏延 , 牛璐璐 , 刘宇 , 路国运 ,

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140167

为解决纳米羟基磷灰石/壳聚糖(nHA/CS)复合微球中nHA团聚及分散不均的问题,本研究在油包水的乳液体系中,原位仿生制备了nHA/CS复合微球,并与共混法制备的nHA/CS复合微球进行了对比研究.利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)和激光粒度仪等手段对不同微球的理化性能进行表征.结果表明:相比共混法,原位仿生制备的nHA/CS复合微球形态圆整均匀,分散性好,粒径分布较窄,平均粒径为8.62 μm,nHA晶体均匀分布在微球内部及表面,并与CS基质以化学键结合.该复合微球有望用于骨组织工程及药物控制释放.

关键词: 原位仿生 , 纳米羟基磷灰石 , 壳聚糖 , 复合微球

壳聚糖修饰纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合多孔支架的制备及性能研究

, 李吉东 , 左奕 , 邹琴 , 王华楠 , 李玉宝

功能材料

利用相转移法制备了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合多孔支架.用不同浓度(1%、3%、5%)的壳聚糖(CS)溶液对多孔支架进行了表面修饰.用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对多孔支架修饰前后的形貌和力学性能进行了表征.研究了经CS修饰的n-HA/PA66复合多孔支架在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的浸泡行为,并初步研究了其与MG63细胞的细胞相客性.结果显示,多孔支架具有较为理想的孔隙结构和贯通性,经CS修饰后,其力学强度有显著提高.体外浸泡结果显示,随着漫泡时间的增加,支架表面微结构变得粗糙和多孔化.细胞实验表明该支架有利于细胞在表面的粘附、铺展、生长和增殖.

关键词: 纳米羟基磷灰石 , 聚酰胺66 , 多孔支架 , 壳聚糖 , 表面修饰

载异烟肼聚己内酯微球的制备及其性质研究

罗培培 , 左奕 , 孙斌 , , 蒋电明 , 李玉宝

功能材料

采用O/O溶剂挥发法制备载异烟肼聚己内酯微球。系统考察了活性剂浓度、内外油相体积、投药量对微球粒径、载药量和包封率的影响。结合内外油相初始粘度分析载药微球成球性,用IR、XRD、SEM对微球化学结构、结晶状态和表面形貌进行表征。通过优化得到平均粒径为28.73μm、载药量为2.36%、包封率为49.58%、外观圆整、表面多孔的载药微球。与O/W溶剂挥发法制备微球对比表明,O/O法有效地提高了载异烟肼聚己内酯微球载药量与包封率,是包覆亲水性小分子药物的可行方法,该载药微球可望用于骨和关节结核病的缓释治疗。

关键词: 载药微球 , 聚己内酯 , 异烟肼 , O/O溶剂挥发法

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