黑磷（BP）作为一种新型纳米材料，因其特有的多维结构表现出优异的光热性能及生物相容性等特性，受到了科学家们广泛的关注。目前，制备高品质的黑磷纳米材料仍具挑战，常用的制备方法有机械剥离法、超声液相剥离法、电化学剥离法、激光脉冲沉积法等。高品质的黑磷纳米材料的制备为其开发应用提供了良好的基础，科学家们通过对黑磷纳米材料进行不同的功能化修饰赋予其更多的特性，使其在光学、电子、化学及医药领域表现出巨大的发展潜力及应用前景。根据目前的中外研究成果，简要介绍了黑磷纳米材料的结构、特性，综述了黑磷纳米材料的制备方法及优缺点，以及其在影像检测、药物递送、光热治疗、光动力治疗、骨组织修复等方面的研究进展及发展趋势，并总结了目前黑磷纳米材料的局限性及发展潜能。

目的 探讨银纳米粒子涂层根管镍钛器械(silver nanoparticals-coated root canal nickel titanium instruments,AgNPs-NiTi)的抗菌性能及生物相容性.方法 利用脉冲电化学沉积技术制备AgNPs-NiTi.场发射扫描电镜观察AgNPs-NiTi的形貌,X射线衍射仪和能谱仪分析涂层的元素组成及含量,万能材料实验机检测AgNPs-NiTi的机械性能.将AgNPs-NiTi与粪肠球菌(E.faecalis)悬液共培养,细菌菌落计数法检测AgNPs-NiTi对E.faecalis的抗菌效果.构建离体牙根管内E.faecalis生物膜模型,将AgNPs-NiTi放入根管内模拟器械分离,用场发射电镜、活死菌染色法观察AgNPs-NiTi对E.faecalis生物膜的抗菌效果.AgNPs-NiTi与Raw264.7 细胞共培养,用CCK-8法检测其细胞毒性.结果 脉冲电化学沉积法在NiTi器械上构建银纳米粒子涂层,载银后NiTi器械的机械性能无明显变化.AgNPs-NiTi能够明显抑制E.faecalis的增殖,并显著破坏根管内E.faecalis生物膜.AgNPs-NiTi对Raw264.7 的增殖无明显影响,无明显细胞毒性.结论 AgNPs-NiTi的机械性能与镍钛器械相仿,可抑制E.faecalis及其生物膜的活性,具有良好的生物相容性.

目的 探讨骨科植入金属材料表面化学制备磷酸钙涂层方法及机理.方法 首先在控制钙/磷摩尔比条件下采用滴定法建立磷酸钙的沉淀边界pH曲线,然后根据曲线确定4种涂层工作溶液浓度和pH.接着利用线性扫描伏安法确定4种溶液中在不同电极电位下所发生的界面阴极反应,并明确合适的工作电位.结果 滴定测得磷酸钙溶液的沉淀边界曲线显示,当溶液pH低于边界0.7～1.2时溶液可保持3天以上不发生沉淀且可以稳定形成涂层.电化学沉积电位的合理区间为-1.0～-1.2 V.将pH控制在沉淀边界以下(～1.0),选择-1.15 V为电化学沉积的工作电位,在4种工作溶液中均成功制备了磷酸八钙为主要相的涂层.通过电极反应动力学研究了电流-时间关系,发现涂层形成初期氢离子还原为涂层沉积提供了初始过饱和度,水分子还原为涂层生长提供持续的驱动力.结论 成功确定了电化学沉积磷酸钙的关键条件并阐述了涂层生成机理,且该涂层方法也已成功应用于钽金属,具有广泛适用性.

目的 构建一种基于单壁碳纳米角(single-walled carbon nanohorns,SWCNHs)与空心纳米铂链(hollow Pt chains,HPtCs)复合物(SWCNHs@HPtCs)的电化学适配体传感器.方法 将单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotubes,SWCNTs)溶液滴加在洁净的玻碳电极上(glassy carbon electrode, GCE),使之在电极表面形成一层膜,通过循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)在电极表面电沉积纳米金(Au nanoparticles,AuNPs),得到AuNPs/SWCNTs/GCE.进一步通过金硫键将穿孔素适配体固载在电极表面.制备SWCNHs@HPtCs复合物,固载穿孔素抗体和氨基二茂铁(aminoferrocene,AFc),当目标物穿孔素存在时,可与适配体和抗体形成夹心结构,使标记有AFc的SWCNHs@HPtCs复合物连接到电极表面,通过示差脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)检测AFc还原峰电流值变化,实现对穿孔素的定量检测.结果 成功制备了SWCNHs@HPtCs复合物.反应底液的最佳pH值为6.5,复合物最佳孵育时间为60 min.在优化实验条件下,连续扫描50圈,峰电流值下降6.3％.穿孔素浓度在1～20 nmol/L范围内与DPV峰电流值呈良好的线性关系,检出限为0.56 nmol/L.结论 该电化学传感器具有电流响应快,灵敏度高,稳定性好,选择性好的特点,可应用于穿孔素的检测.

目的:探讨3种不同表面形貌对人牙龈成纤维细胞的附着及胶原产生及沉积的影响.方法:采用机械加工(M),电化学腐蚀(ECE),电化学腐蚀加酸蚀(ECA)在纯钛金属试件表面形成3种不同的表面形貌结构(n=27);扫描电子显微镜观察试件表面的微观形态、激光共聚焦扫描显微镜检测表面粗糙度.将人牙龈成纤维细胞培养于试件表面;测定细胞分离率比较细胞对3组表面的附着;天狼星红染色实验检测胶原相对沉积量、激光共聚焦扫面显微镜观察表面胶原沉积与排列.结果:M、ECE和ECA组表面粗糙度(μm)分别为0.867 5 ±0.136 8、1.749 8±0.355 1和1.671 4 ±0.297 0(P ＜0.05).M组细胞分离率最高,ECA组最低,ECE组介于二者之间.M组细胞培养前期沉积的胶原量较其他2组多,后期与ECA组的胶原沉积无明显差异,而较ECE组明显升高.M组胶原沉积显示为致密、狭长、平行的排列;ECE组表面出现较密集且多向性的胶原纤维排列,但表面胶原沉积较薄,未被胶原覆盖的表面所占比例较高;ECA组表面胶原沉积与ECE组具有相似的多向性,胶原沉积较ECE组更厚实致密,胶原排列比ECE组更长,与M组表面相似.结论:电化学腐蚀加酸蚀的钛表面有利于牙龈成纤维细胞附着,而机械法处理的利于胶原沉积.

背景:羟基磷灰石是天然骨和牙齿的主要矿物成分,具有非免疫原性、骨诱导性的特点,适用于骨组织修复;锶元素与钙是同族碱金属,已有研究证明锶具有促进成骨细胞分化和抑制破骨细胞活性的双重效应.目的:概述锶取代羟基磷灰石的制备方法及其生物学性能评价.方法:由第一作者通过计算机检索1990至2017年PubMed数据库收录的相关文献,检索词为“strontium;substituted;doped;containing;hydroxyapatite”,并筛选搜到的文献,排除相关性差、内容陈旧及重复的文献.结果与结论:锶取代羟基磷灰石的制备方法包括液相法(水热法、酸碱中和法与溶胶凝胶法)和固相法(机械化学法);另外,锶取代羟基磷灰石涂层可通过电化学沉积法和微弧氧化法一步制作.锶元素的引入明显改变了羟基磷灰石的晶体尺寸、结晶度、溶解度及机械性能,提高了羟基磷灰石的生物相容性、促成骨作用及抑制破骨作用,但最合适的锶取代比例有赖进一步探索.此外,锶取代羟基磷灰石的免疫调节作用和病理条件下的促成骨性能等方面的研究仍需进一步完善.

目的:研究锶或锌加入电化学沉积钙磷涂层后对类破骨细胞增殖和分化的影响.方法:以电化学沉积钙磷涂层为对照组,与加入锶或锌的电化学沉积钙磷涂层相比较.3种涂层分别接种RAW264.7细胞培养8 d,采用细胞计数试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞培养6 d后的增殖情况,同时检测细胞培养8 d后的抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)活性.结果:3种涂层接种RAW264.7细胞后,使用CCK-8试剂盒检测,结果显示第4小时时加入锌的钙磷涂层其吸光度值明显高于其他两组,但第2天时的细胞增殖指数低于其他两组(P<0.05).第14天的TRAP酶活性检测结果显示3组间比较差异无统计学意义.结论:含锌电化学沉积钙磷涂层促进破骨细胞的粘附,但加入锶或锌对类破骨细胞在电化学沉积钙磷涂层表面的增殖和分化无影响.

目的 建立一种基于导电聚吡咯和纳米金复合电极的牙周细菌检测电化学免疫传感器.方法 通过电化学聚合方法,在金叉指微电极表面修饰聚吡咯阵列/纳米金颗粒;在修饰微电极表面固定牙龈卟啉单胞菌多抗;利用扫描电镜和拉曼光谱对电极表面修饰过程进行表征;通过阻抗-细菌浓度函数关系分析传感器的线性检测范围和重现性.结果 恒电流法在金叉指电极表面成功获得聚吡咯纳米线,平均直径约80 nm;聚合电流密度10 μA,聚合时间10 min;循环伏安法在聚吡咯表面成功沉积纳米金颗粒,循环电压从-0.1到1.5V,循环速度50 mV/s,循环10次;传感器线性检测范围为103-109 cells/ml,重现性好,检测时间在1h内.结论 基于导电聚吡咯和纳米金复合电极的牙周细菌检测微传感器在一定范围内能够用于牙龈卟啉单胞菌的快速量化.

背景:羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,具有促进干细胞黏附、增殖和骨诱导分化的作用.目的:观察羟基磷灰石涂层钛片对大鼠骨髓间充质干细胞增殖、软骨性分化的影响.方法:采用电沉积法在钛金属基底表面沉积羟基磷灰石涂层(电沉积时间分别为30 min,1.5 h),用场发射扫描电子显微镜观察涂层形态,X射线衍射分析其化学组成.取4只3周龄SD雄性大鼠(购于湖北省实验动物研究中心)双侧股骨的骨髓,采用全骨髓贴壁法培养骨髓间充质干细胞,将第3代细胞接种于有涂层钛片及没有涂层纯钛片上,并进行4周的成软骨诱导分化.通过CCK-8试剂盒分析羟基磷灰石涂层对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响,二甲基亚甲基蓝比色法检测各组细胞糖胺多糖含量,RT-PCR法检测各组细胞软骨相关基因的表达,评价各组骨髓间充质干细胞的成软骨能力.结果与结论:①羟基磷灰石涂层均匀分布在钛基底上,大小结构较一致,X射线衍射图谱与羟基磷灰石标准峰基本吻合;②羟基磷灰石涂层促进骨髓间充质干细胞增殖,羟基磷灰石涂层亦表现了比空白钛片组具有更好的生物活性;③羟基磷灰石涂层组较空白钛片组产生了更多的糖胺多糖,差异有显著性意义(P<0.01);④羟基磷灰石涂层组软骨相关基因(Sox9、多聚蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原)的相对表达量显著高于空白钛片组(P<0.05),电沉积时间为1.5 h的羟基磷灰石涂层组的Ⅱ型胶原表达量明显高于电沉积时间30 min羟基磷灰石涂层组和空白钛片组(P<0.01);⑤结果表明,应用电化学沉积技术可以在钛片上制备均匀的羟基磷灰石涂层,且该涂层可以促进大鼠骨髓间充质干细胞增殖,具有良好的生物相容性,有利于骨髓间充质干细胞向软骨方向分化.

Zn-Ni合金镀层的电沉积机理属于异常共沉积,为研究电沉积电流波形的影响,分别以直流电沉积方法、单向脉冲电沉积方法、双向脉冲电沉积方法制备了Zn-Ni合金镀层,主要利用SEM、EDS、电化学腐蚀测试等方法从形貌、成分、厚度及耐蚀性对镀层进行评价.研究表明,脉冲电流波形尤其是双向脉冲波形对镀层质量有提升作用,双向脉冲方法制备出的镀层的微观形貌为胞状,更加平整致密,镀层的Ni原子分数为14.34％,腐蚀电流密度为5.73×10-8 A/cm2,腐蚀电位为-0.80198 mV,耐蚀性更好.