目的 评价3D打印含镁(Mg)聚己内酯(polycaprolactone,PCL)支架在大鼠颅骨缺损模型中的骨修复效果.方法 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架,以纯PCL支架为对照组,用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察两种支架的表面形貌,用能谱分析仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)分析表面元素成分,并通过接触角仪和电子万能试验机对其材料学性能进行表征.此外,将PCL-Mg支架浸入磷酸盐缓冲液中,连续28 d检测镁离子的释放行为.本研究已通过单位伦理委员会审查批准.建立SD大鼠颅骨临界尺寸缺损模型,根据植入支架材料不同,15只SD大鼠分为3组:PCL组、PCL-Mg组和对照组(未作处理),每组5只.术后4周和8周进行micro-CT扫描检测分析,并在8周后获取颅骨缺损区样本及大鼠主要脏器进行组织学染色.结果 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架孔径为(480±25)μm,纤维直径为(300±25)μm,孔隙率约为66％.PCL-Mg支架含Mg 1.0 At％,表明Mg微粒的成功掺杂.PCL-Mg支架的接触角为68.97° ±1.39°,压缩模量为(57.37±8.33)MPa,相较PCL支架显示出更好的润湿性和机械强度.在术后4～8周的观察期内,与对照组及PCL组相比,在PCL-Mg组大鼠颅骨缺损区观察到最佳的新生骨形成,其骨再生指标新生骨体积、骨体积分数、骨表面积、骨表面积组织体积比、骨小梁厚度、骨小梁数和骨矿物密度均显著优于对照组、PCL组.另外,H&E染色、Glodner染色和VG染色结果显示PCL-Mg组诱导较多的矿化新生骨形成,同时主要脏器H&E染色提示良好的生物安全性.结论 PCL-Mg支架能够促进骨缺损的修复,为颌面部骨缺损修复提供了新的支架材料选择,具有潜在的临床应用前景.

背景:透钙磷石骨水泥作为一种骨替代和骨填充材料,因其具有良好的生物相容性、骨传导性等优点,尤其是相比于其他磷酸钙类骨水泥具有更好的生物降解能力,在骨修复方面有重要应用价值,但也因其存在机械性能不足、固化反应快及注射性能差等问题的限制,目前一般只能用于非负重区骨的修复.目的:探讨生物活性离子(金属离子和非金属离子)改性透钙磷石骨水泥,以期拓展使用范围.方法:利用PubMed、ScienceDirect和中国知网、万方数据库检索2018-2023年发表的文献,中文检索词为"金属离子,铁,铜,锶,镁,锌,非金属离子,改性,骨,透钙磷石骨水泥";英文检索词为"metal ion,iron,Fe,copper,Cu,strontium,Sr,magnesium,Mg,zinc,Zn,non-metal ion,modification,bone,Brushite Cements".通过阅读标题、摘要对所得文献进行初筛,排除重复及内容不相关文献,最终纳入64篇文献进行综述.结果与结论:①生物活性离子影响透钙磷石骨水泥水化反应过程,不同离子以离子取代的方式掺入透钙磷石骨水泥晶体结构中,改变了骨水泥晶体形态,引起凝固时间、注射性、抗压强度等理化性能改变.②离子改性的透钙磷石骨水泥因不同的晶体结构而产生不同的离子释放效应,不同类型离子具有如促血管生成/成骨、抗菌及抗肿瘤等特性而发挥作用,此外,透钙磷石骨水泥具有良好的生物降解性,这对于各离子性能的发挥具有极大优势.③不同离子改性透钙磷石骨水泥理化性能影响如下:铁、铜、锶、镁、锌、银、钴可延长凝固时间;锶、镁可提高注射性能;铜、锶、镁、银、硅可增强抗压强度;能同时改善透钙磷石骨水泥以上3种理化性能的离子有锶、镁;良好的理化性能是临床应用的前提,故离子改善透钙磷石骨水泥的凝固时间、注射性及抗压强度等性能对骨水泥的研究应用具有重要意义.④不同离子改性透钙磷石骨水泥生物性能影响如下:铜、锶、镁、锌、钴、锂、硅、硒具有促血管生成/成骨效应;铁、铜、镁、锌、银具有抗菌特性;镁离子具有抗炎特性;铜、硒具有抗肿瘤性.⑤综上所述,镁离子能改善透钙磷石骨水泥凝固时间、注射性和抗压强度,同时具有促新生血管生成/成骨及抗菌性,对合并感染的骨缺损治疗具有良好应用前景;此外,铜还具有抗肿瘤特性,因此铜离子在感染、肿瘤引起的骨缺损治疗方面有巨大潜力;只是目前相关研究仍处于基础研究阶段,不同离子掺杂浓度和合成条件等对透钙磷石骨水泥理化性能的影响需进一步探索,同时对于生物性能影响也需更长期的研究观察.

通过水热法合成银-稀土复合抗菌剂,以三嵌段共聚物PEO.PPO.PEO(P123)作为模板剂,利用正硅酸乙酯(TEOS)为硅源成功制备了SBA-15 介孔载体,并将银离子和稀土离子掺杂入SBA-15介孔载体中.文章研究了不同稀土元素对SBA-15 载银率及抗菌性能的影响.实验结果表明,银离子和稀土离子的双重作用可以显著提高复合材料的抗菌活性,并扩大其抗菌谱.在Ag+∶Ce3+=3∶1(摩尔比)的银-稀土复合抗菌剂性中,其性能表现最优:银含量达 3.65%,载银率达76.7%,对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均超过了 99%.

骨修复材料植入术所造成的局部感染是手术并发症中之一,会导致手术失败并且增加患者治疗或二次手术的痛苦和费用.羟基磷灰石(Hydroxyapatite)材料具有与生物硬组织相似的结构与化学组成,具有优异的生物活性,备受国内外研究者们的关注.羟基磷灰石本身无抗菌特性,然而离子的掺杂赋予了羟基磷灰石出色的抗菌特性以及其他各类特性.当前研究的热点主要是常见金属离子元素掺杂羟基磷灰石的特性,近年来,一些类金属、重金属和部分镧系稀土元素掺杂的羟基磷灰石也开始获得研究.本文综述了一些常见的金属离子,镧系稀土金属离子,非金属离子还有其他离子单一掺杂和多种离子共掺杂羟基磷灰石的抗菌性能的研究进展,最后对存在的问题及未来的发展做了总结及展望.

目的:观察掺锂羟基磷灰石纳米线对地塞米松诱导的斑马鱼骨质疏松模型的骨代谢调控作用.方法:采用水热法合成纯羟基磷灰石纳米线(nHA)和掺杂10％锂离子的羟基磷灰石纳米线(Li-nHA),对其进行表征.选取正常条件下培养3天(3dpf)的斑马鱼幼鱼,加入nHA和Li-nHA浸提液共同培养至7dpf,设阴性对照组(含0.1％DMSO),利用转基因品系Tg(ola.sp7:nlsGFP)斑马鱼筛选出促成骨效果明显的最佳浓度.通过地塞米松诱导,构建斑马鱼骨质疏松模型,加入nHA和Li-nHA浸提液培养,对野生型斑马鱼进行茜素红染色,通过显微荧光分析转基因斑马鱼的成骨分化.采用实时定量PCR检测成骨标志基因,如锌指转录因子(SP7)、碱性磷酸酶(ALP)、骨保护蛋白(OPG)、Runt相关转录因子2(Runx2)和骨钙素(OCN)等的表达.采用GraphPad Prism 9.3软件对数据进行统计学分析.结果:nHA、Li-nHA均能促进骨质疏松斑马鱼的骨形成,上调ALP、OCN、Runx2、SP7和OPG表达水平.与nHA相比,Li-nHA能显著增加斑马鱼骨矿化特异性染色面积及累积吸光度,其成骨标志基因表达较nHA显著增加.结论:在纳米羟基磷灰石中掺杂锂离子可以增强骨诱导性能,与nHA相比,Li-nHA能有效促进骨质疏松斑马鱼的骨形成.

采用溶剂热法合成稀土离子Yb3+与Er3+掺杂的NaYF4 上转换纳米颗粒(NaYF4∶Yb3+,Er3+),利用反相微乳液法对NaYF4∶Yb3+,Er3+进行二氧化硅包壳修饰得到核壳型NaYF4∶Yb3+,Er3+@SiO2,并对影响其材料结构、形貌和发光性能的反应条件表面活性剂(CO-520)浓度、正硅酸乙酯(TEOS)浓度与反应时间进行了优化.结果表明,当CO-520 浓度为27 mol/L、TEOS浓度为18 mmol/L与反应时间为24 h 时合成的核壳型NaYF4∶Yb3+,Er3+@SiO2壳层厚度均匀,分散性良好,尺寸均一,经980 nm 激光照射可在529、544 与660 nm 三个特征峰处发射上转换荧光,其绿色荧光(544 nm)最为明亮.本研究优化合成的性能优良的核壳型NaYF4∶Yb3+,Er3+@SiO2稀土掺杂上转换纳米材料为其后续在生物医学、卫生检测等领域的应用奠定了坚实基础.

目的:探究新型立方相和四方相混相牙科修复氧化锆纳米材料制备条件的参数控制和机理.方法:以氯氧化锆和氧化钇为原料,氨水为沉淀剂,通过水热法制备混相氧化锆纳米材料.利用合成温度(140℃～260℃)、合成时间(2～6 h)、酸碱度(pH 3～10)和钇离子(0～30% mol)掺杂控制立方相和四方相混相氧化锆材料的合成,采用粉末X射线衍射仪和拉曼光谱分析仪对所制备氧化锆纳米材料进行表征.结果:水热法制备立方相和四方相混相牙科氧化锆纳米材料时参数条件为中性条件下合成温度 180℃,合成时间 4h,钇离子掺杂量在 5%～10% mol之间,获得的新型氧化锆混相前驱体纳米材料的混相和不同晶相的质量分数符合,既具机械强度又具有美观表征的要求.结论:建议应用本研究获得的参数制备立方相和四方相混相牙科氧化锆纳米材料.

目的:评价掺钽羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响,为新型种植体表面涂层的设计及应用奠定实验基础.方法:采用大气等离子喷涂技术在纯钛表面制备掺钽羟基磷灰石涂层复合涂层,利用扫描电镜、X线衍射仪和接触角测量仪表征其表面特性,通过细胞计数、细胞形态及MTT法考察大鼠骨髓间充质干细胞在涂层表面的粘附和增殖情况.结果:掺钽羟基磷灰石复合涂层呈多孔隙结构,具有较高的粗糙度和亲水性.钽的掺杂显著提高了羟基磷灰石与钛基体的结合强度.与钛相比,掺钽羟基磷灰石涂层表面粘附的细胞数目更多,细胞伸展良好,且具有较高的增殖活性.结论:等离子喷涂掺钽羟基磷灰石复合涂层具有良好的细胞相容性,能够促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖.

目的:评价纳米二氧化钛和纤维素共掺杂对玻璃离子水门汀机械性能及抗菌效果的影响.方法:实验共分3组, 2wt％二氧化钛组 (T) 、2wt％二氧化钛+0.4wt％纳米纤维素的共掺杂组 (C) 以及未改性水门汀的对照组 (CG) .利用万能材料试验机、摩擦磨损试验机分别测试各组材料的抗压性能、摩擦系数和磨损量, 菌落计数法评价材料对白色念珠菌的抗菌效果.结果:与未改性组相比, 共掺杂组的抗压强度提高了21.8％ (P＜0.001);磨损量降低为35.9％ (P＜0.001);抗菌效果提高到92.3％ (P＜0.001) .扫描电镜可见C组的裂纹显著减少.结论:纳米纤维素和纳米二氧化钛共掺杂显著提高了玻璃离子水门汀的抗压性能、耐磨性以及抗菌效果.

目的:建立阿归养血糖浆中阿胶及掺杂牛皮源成分的专属性检测方法.方法:用胰蛋白酶对阿归养血糖浆处方中胶类成分进行酶解,采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UPLC-QQQ/MS),选择阿胶特征分子离子峰m/z 540.0(双电荷)→612.2、m/z 540.0(双电荷)→924.4及牛皮源特征离子对m/z641.3(双电荷)→726.2、m/z 641.3(双电荷)→783.3作为检测离子对,离子化模式为ESI+,进行多反应监测.结果:26批阿归养血糖浆中未检出阿胶的有13批,其中3批检出牛皮源成分,1批检出牛皮源成分但未超出限度,9批均未检出阿胶及牛皮源成分;26批样品检出阿胶的有13批,其中同时检出牛皮源成分的有1批,未检出牛皮源成分的为12批.结论:该检测方法专属性强,可用于阿归养血糖浆中阿胶及牛皮源的检测.