納米羥基磷灰石前體與膠原自組裝成類骨質複合材料的表徵

2020-05-11 中國組織工程研究雜誌

摘要：

納米羥基磷灰石前體與膠原自組裝成類骨質複合材料的表徵

文題釋義：

納米羥基磷灰石前體：納米羥基磷灰石的懸浮液，製備方程為10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH3•H2O=Ca10(PO4)6(OH)2+ 20NH4NO3+6H2O，反應時pH值10左右，反應完成後靜置、洗滌，得到pH值8.0-9.0的納米羥基磷灰石懸浮液。

自組裝：是指基本的結構單元(分子、納米材料、微米或更大尺度的物質)自發形成有序結構的一種技術。自組裝過程中，基本結構單元在非共價鍵的相互作用下自發的成為一個穩定、外觀具有一定規則的結構。

背景：製作類似於天然骨的材料來修復骨缺損，或者作為組織工程支架材料是研究的熱點。

目的：探討以納米羥基磷灰石的前體及膠原為材料自組裝成類骨質複合材料的可行性。

方法：將膠原材料分別浸泡於0.25%戊二醛溶液中0.5 h(A組)，24 h(B組)，72 h(C組)進行交聯反應，D組將膠原浸泡於碳化二亞胺中交聯4 h，將交聯後的各組膠原浸泡於納米羥基磷灰石前體溶液中7 d，製備類骨質複合材料。分析各組複合材料與天然骨的礦化物物相分析、組成成分及微觀結構。

結果與結論：①X射線衍射分析：複合材料的非晶象衍射峰稍高於天然骨，各組複合物中非晶象變化不明顯；隨戊二醛交聯時間的延長，材料晶體峰值有增高趨勢；碳化二亞胺交聯後材料的晶體衍射峰值較戊二醛交聯材料稍低；②傅立葉轉換紅外光譜分析：複合材料的化學組成與天然骨的組成相似，都是由膠原和羥基磷灰石組成，其中羥基磷灰石中部分PO43-被CO32-離子取代；不同交聯方法對材料無機相改變的影響差別不明顯；③掃描電鏡：膠原的不同交聯方法對所形成晶體的形貌影響不明顯：膠原纖維互相纏繞，其上有大量的細針樣晶體沉積，聚成團，晶體分布均勻，晶體尺寸是納米量級；④結果表明，以納米羥基磷灰石前體及膠原為材料可製作自組裝成類骨質複合材料。

ORCID: 0000-0003-1620-3673(張雪梅)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 納米材料; 緩釋材料; 材料相容性；組織工程

關鍵詞: 納米羥基磷灰石, 納米羥基磷灰石前體, 膠原, 自組裝, X射線衍射, 傅立葉轉換紅外光譜, 組織工程

文章來源: 張雪梅, 馬 徵, 吳宓勳, 方廠雲. 納米羥基磷灰石前體與膠原自組裝成類骨質複合材料的表徵[J]. 中國組織工程研究, 2020, 24(10): 1534-1539.

相關焦點

  • 氧化鋯基納米羥基磷灰石功能梯度生物材料的微觀形貌和物相分析
    目的：應用掃描電鏡和X射線衍射儀檢測氧化鋯基納米羥基磷灰石生物梯度功能陶瓷的微觀形貌和物相。方法：將圓柱狀氧化鋯基納米羥基磷灰石生物梯度功能陶瓷用高速手機縱向剖成薄片狀試件，用細砂紙對剖面(各層相交面)進行打磨拋光，噴金後採用掃描電鏡觀察表面微觀形貌及分層結構；將試件在瑪瑙研缽體研磨成粉末狀，紗布過濾後篩取粒度較小的陶瓷粉末，採用X射線衍射儀進行物相分析。
  • 【科研進展】大功率固態照明用高效透明羥基磷灰石基複合螢光陶瓷
    【科研進展】大功率固態照明用高效透明羥基磷灰石基複合螢光陶瓷 2020-01-14 07:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 【有材有料】納米複合材料
    雖然沒有使用「納米」這個詞，但他實際上介紹了納米技術的基本概念。到了20世紀60年代人們開始對分立的納米粒子進行研究。1963年，Uyeda用氣體蒸發冷凝法制的了金屬納米微粒，並對其進行了電鏡和電子衍射研究。1984年德國薩爾蘭大學（Saarland University)的Gleiter以及美國阿貢實驗室的Siegal相繼成功地製得了純物質的納米細粉。
  • 納米技術:表徵納米粒子表面自組裝有機分子的結構!
    納米技術：表徵納米粒子表面自組裝有機分子的結構！由瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的科學家領導的一項大型合作採用了一種強有力的新方法來克服在納米粒子表面上表徵自組裝有機分子結構的挑戰性任務。自組裝單層保護的納米顆粒越來越多地用於電子，藥物輸送，催化和傳感裝置中。構成殼層的配體的組成和結構是重要的，因為它們被認為決定了納米顆粒的性質，例如化學，生物和界面行為。調諧配體分子允許納米粒子為特定應用定製。
  • ...邵宗平Joule:自組裝三導電納米複合材料作為質子陶瓷燃料電池陰極
    本文報告了通過自組裝合成的一種氧離子-質子-電子導電納米複合材料BaCo0.7(Ce0.8Y0.2)0.3O3-δ（BCCY），作為高性能PCFCs或dual-ion FCs陰極。BCCY在高溫煅燒中自組裝形成由混合的H+/e−導電BaCexYyCozO3-δ（P-BCCY）相、混合的O2−/e−導電BaCoxCeyYzO3-δ（M-BCCY）相和BaCoO3-δ（BC）相組成的納米複合材料。這些相之間的相互作用促進了該複合陰極的氧還原反應（ORR）動力學，並通過抑制組分熱膨脹係數（TEC）的不匹配，改善了其熱機械相容性。
  • 水滑石改性環氧樹脂納米複合材料的研究進展
    慧聰塗料原料網訊：:綜述了國內外環氧樹脂/水滑石納米複合材料的研究進展，介紹了水滑石的結構特性、應用和有機化改性，以及環氧樹脂/水滑石納米複合材料的固化特性、結構和性能等方面的最新研究成果，並指出了環氧樹脂/水滑石納米複合材料的未來發展趨勢。
  • 煅燒骨/殼聚糖複合材料的製備及表徵
    方法：採用溶液共混法製備煅燒骨與殼聚糖質量比分別為1/2、1/1、2/1的複合材料，表徵3種複合材料的理化性能。在第5代小鼠成纖維細胞 L929中分別加入3種複合材料浸提液，CCK-8法檢測複合材料的細胞毒性。
  • Journal of Hazardous Materials:土壤-植物體系中添加納米羥基...
    【歡迎您關注--農業環境科學】四川大學建築與環境學院楊金燕教授團隊研究了在土壤-植物體系中添加納米羥基磷灰石對氟的固定、形態和積累的影響。納米羥基磷灰石（NHAP）具有高去氟能力，已被廣泛用於去除汙水中的氟（F），但對其如何影響土壤F的生物可利用性和對植物的毒性還知之甚少。
  • 設計和開發高性能多功能複合材料領域的新途徑
    當α-磷酸鋯與聚合物複合時,聚合物分子插入納米層狀磷酸鋯片層間,並均勻分散在聚合物基體中,達到聚合物與磷酸鋯在納米尺度上複合,提高了複合材料力學性能和機械強度,並進一步改善聚合物熱穩定性、導電性、力學性能等,拓寬了聚合物在工程塑料、改性塑料、阻燃材料、高強度高模量塑料、高性能傳感材料、新型離子交換膜材料、高性能醫用材料、光學材料、光固納米複合材料、導電複合材料
  • 多重選擇性組裝用於三元MOF-on-MOF異質結構的可控合成
    將兩種或更多不同的MOFs單元組裝成MOF-on-MOF異質結構是一種有效的合成策略，可以製備得到具有複雜納米結構和組成的MOFs複合材料。然而，現有的MOF-on-MOF組裝體系大多集中於二元體系，限制了結構的多樣性。二元向三元體系的拓展有望進一步複雜化MOFs複合材料的結構與功能。然而，由於在開發組裝體系及理解組裝原理方面存在的局限性，三元MOF-on-MOF異質結構的可控合成仍是巨大的挑戰。
  • 聚乙烯醇／α-磷酸鋯納米複合材料阻燃性能研究
    一、摘要通過溶液插層法製備聚乙烯醇／α-磷酸鋯納米複合材料．通過x射線衍射儀、熱分析儀、微量燃燒量熱儀等對複合材料的結構、熱穩定性和燃燒特性進行研究。結果表明：α-磷酸鋯的加入有利於促進碳渣的生成，提高材料的阻燃性能。
  • 聚乙烯醇/α-磷酸鋯納米複合材料阻燃性能研究!
    一、摘要通過溶液插層法製備聚乙烯醇／α-磷酸鋯納米複合材料．通過x射線衍射儀、熱分析儀、微量燃燒量熱儀等對複合材料的結構、熱穩定性和燃燒特性進行研究。結果表明：α-磷酸鋯的加入有利於促進碳渣的生成，提高材料的阻燃性能。
  • 北航再發《Nature》高性能超強納米複合材料！
    當使用粘土納米片時，所得納米複合材料的韌性是天然珍珠的20.4倍，抗拉強度為1195±60MPa。這種策略可以很容易地擴展各種二維納米填料，應用於各種結構複合材料的製備，進而促進高性能複合材料的發展。當使用粘土納米片時，所得的納米複合材料的韌性可以達到36.7±3.0 MJ/m2，這是天然珍珠的20.4倍。與此同時，抗拉強度為1195±60MPa。通過定量分析表明，排列良好的納米片形成了關鍵的界面相，從而導致納米複合材料展現出優異的機械性能。同時，這樣的策略可以很容易地擴展各種二維納米填料，應用於各種結構複合材料的製備，進而促進高性能複合材料的發展。
  • 田禾院士團隊《AM》:仿珍珠層納米複合材料調控室溫磷光材料中的氧...
    一個有效的方法是將發光體保持在相對剛性的環境中，以抑制分子運動，從而降低k nr，最好也抑制通過阻止氧擴散到剛性基體中。剛性化可以通過主客體絡合物、晶體結構、或通過外部基質將發光體困在剛性相來實現。在這些策略中，將潛在的RTP生色團結合到非晶態聚合物基質中對於實際應用是非常有吸引力的，因為聚合物基質不僅通過抑制k nr和k q來激活有效的RTP，而且還為有效的聚合物基處理打開了可能性。
  • 俞書宏教授:MoS2納米片組裝於碳纖維上助力提升鋰離子電池性能
    解決上述二硫化鉬問題的方法很多，實驗證明，原子層間較寬的距離有利於鋰離子的形成轉移到形式在二硫化鉬上的硫化鋰，加速了鋰化/脫硫化過程，減少了二硫化鉬納米結構在充放電過程中的破壞。此外，將MoS2與石墨烯、碳納米管、碳納米球等碳基材料進行複合，以增強其導電性和可逆能力，是一種常用的方法。因此，合理設計MoS2 @碳基材料(晶體類型、尺寸和組裝)有可能提高電化學性能。
  • 青島科大:低成本輕質納米複合材料,優異的電磁波吸收性能!
    通過調節Fe3O4的含量可以有效地提高吸收體的介電常數和磁導率匹配以及相應的電磁波吸收性能，在2.72 GHz下，匹配厚度為2.46毫米時，最小反射損耗（RL）值為-56.61 dB，有效吸收頻帶為2.72 GHz。根據系統的表徵結果，電磁波吸收性能歸因於多次反射和散射，電子跳躍以及界面極化的協同效應。
  • 納米吸附性材料去除水環境中汙染物的研究進展
    前 言納米材料是指結構單元尺寸<100 nm 的物質，介於微觀的原子、分子和典型宏觀物質的過渡區域。物質微粒進入納米量級時，將顯示出強烈的小尺寸效應、量子效應和巨大的表面效應。GO 還可以作為前驅體， 與不同種類的聚合物或無機材料進一步反應，形成石墨烯基納米複合材料。由於氧化石墨烯具有親水性，易分散在水中，吸附後採用傳統的分離方法難以將其分離。石墨烯基納米複合材料的出現解決了這一難題，拓展了石墨烯制材料在水處理方面的應用前景。
  • 納米纖維素:即將引起全世界關注的納米新材料
    在失水狀態下，納米纖維素可在氫鍵、範德華力或靜電力等非價鍵力作用下自發形成自組裝薄膜，這種新型膜材料具有離子擴散快、耐高溫等性能優勢，在金屬離子電池、超級電容器等儲能器件用隔膜和電極材料領域具有廣闊的應用前景。此外，納米纖維素還可通過凝膠化形成 三維網絡多孔結構，與無機納米子、金屬離子及其氧化物、碳材料、導電高分子等光電材料複合可形成具有導電和儲能效應的多功能複合材料。
  • 中國科大江海龍Chem.Soc.Rev.最新綜述:MOFs基金屬納米顆粒:增效...
    顆粒分布取決於金屬前體和MOF，並且一些金屬前體可能被吸附在表面上並且易遷移。由於這個原因，通過溶液浸漬合成的MNP/MOF複合材料在某些情況下表現出方法控制不良時MNP的廣泛分布。增強金屬前體和MOF基體的空穴/通道之間的相互作用將有助於引入金屬前體。
  • 深圳先進院等在納米載藥系統治療骨髓炎領域獲得新進展
    近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫藥所人體組織與器官退行性研究中心王國成副研究員團隊與海軍軍醫大學第一附屬醫院許碩貴教授團隊，在納米載藥系統治療骨髓炎領域獲得新進展。慢性骨髓炎是指由細菌所引起的並伴有骨質破壞的慢性炎症過程，常繼發於急性骨髓炎，多由於開放性創傷、多次骨折手術或細菌血源性播散所引起，臨床表現為患肢局部破潰流膿、組織水腫、死骨形成以及寒戰、高熱、甚至感染性休克等全身症狀，一直是臨床骨科醫生所面臨的最為棘手的問題之一。