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酸蚀纯钛表面ZnO纳米结构对生物活性的剂量依赖性增强作用
摘要： 研究发现锌（Zn）对生物骨功能具有关键作用，缺锌可能导致骨骼发育迟缓和骨质疏松。此外，基于锌的涂层被证实能有效提升植入物的生物活性。本研究采用水热处理法将锌掺入酸蚀纯钛表面，在氨溶液中通过提高锌前驱体浓度（分别为0.0002 M、0.002 M和0.02 M）完成该过程。XPS分析表明这些纳米结构由氧化锌构成。与未添加氧化锌纳米结构的酸蚀纯钛相比，成骨样SaOS-2细胞的增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性均呈现剂量依赖性增强。本研究提出了一种优化植入物生物活性的有效表面改性方法。
关键词： 纳米结构、钛、骨再生、水热处理、氧化锌
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过纳秒脉冲激光烧结增强增材制造镍钛金属植入物上纳米结构NiTi/羟基磷灰石涂层的成骨细胞活性
摘要： 背景：镍钛（NiTi）基金属植入物在骨再生中的骨诱导性能主要取决于其表面成分和形貌。连续模式激光烧结常导致材料完全熔化及颗粒团聚，且缺乏对传热的控制，同时纳米复合材料在烧结过程中会发生微观结构变化。 方法：本研究采用原位直接激光沉积技术，以镍粉和钛粉为原料增材制造三维NiTi结构。NiTi的力学性能已被证实与骨相似。随后利用纳秒脉冲激光烧结工艺，通过对预涂覆于三维NiTi基底上的镍、钛和羟基磷灰石（HA）纳米颗?；旌衔锝谐旒す饧尤扔肜淙?，制备出具有纳米多孔复合表面的NiTi合金与羟基磷灰石复合材料；添加HA旨在提升合金的生物相容性。我们进一步研究了NiTi/HA纳米复合材料的形成机制，以及烧结HA组分与复合涂层纳米多孔形貌的协同效应。此外，还检测了成骨细胞在NiTi/HA表面的活性，通过观察成骨细胞形态及多种生物标志物来评估细胞活性与功能。 结果：研究发现，纳秒脉冲激光烧结产生的纳米级孔隙及HA组分对成骨细胞分化具有积极促进作用，表现为胶原和碱性磷酸酶表达增加——这两者均为成骨细胞矿化所必需。此外，我们观察到某些形貌复杂性似乎能增强成骨细胞活性，包括肌动蛋白细胞骨架结构和黏附结构的增加。 结论：这些发现表明，脉冲激光烧结法是制备具有理想成分和形貌的生物相容性涂层（用于复杂合金-复合材料体系）的有效工具。本研究也为骨科和骨再生应用中烧结纳米复合涂层的骨诱导行为提供了更深入的理解。
关键词： 金属植入物、脉冲激光涂层、生物相容性、分化、骨再生、碱性磷酸酶、骨诱导行为
更新于2025-09-23 15:22:29
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消费级钛应用 || 激光粉末床熔融制造的钛合金植入物骨再生研究综述
摘要： 生物材料上的骨再生是一个日益受到关注的话题，因为有望制造出能与现有骨骼结合的植入物。钛合金非常适合这一用途，已被证明具有生物相容性，同时具备适宜的力学性能[1]。此外，钛合金是金属增材制造（AM）领域研究最广泛的材料之一，这意味着可通过增材制造可靠地生产定制化植入物。最适合该应用的是粉末床熔融技术，其中激光粉末床熔融（LPBF）技术具有独特优势。本章重点研究通过LPBF技术制备纯钛和Ti6Al4V植入物的最新进展，聚焦骨整合的需求与实现能力。首节阐述骨组织结构及骨植入物的一般要求，明确不同类型植入物的差异化需求，并详细描述各类骨生长过程。随后章节讨论表面结构化——表面形貌与化学特性会显著影响骨生长的初始阶段，这对植入物成功至关重要。接下来介绍多孔结构（又称晶格结构），这类结构可实现骨长入与附着，该节阐述了此类晶格在促进骨生长方面的各项要求（孔径、晶格设计等），并总结当前研究成果。后续章节描述了通过LPBF制备的各类钛晶格结构的力学性能。接下来两节分别详细介绍了LPBF钛合金上骨生长的成功体外与体内实验。最后讨论章节总结了当前技术进展，并指明未来研究方向的关键需求。
关键词： 骨再生、钛合金、激光粉末床熔融、增材制造、骨整合
更新于2025-09-12 10:27:22
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真空沉积Cs<sub>2</sub>NaBiI<sub>6</sub>双钙钛矿薄膜的后处理工程以提升光伏性能
摘要： 传统双相磷酸钙（BCP）生物陶瓷在满足再生医学需求方面面临诸多挑战，其生物性能因晶粒尺寸远大于天然骨矿物的纳米晶体而受到较大限制。本研究通过结合海藻酸钠凝胶化与微波混合烧结法，制备了具有纳米晶体结构的多孔BCP陶瓷球（BCP-N），并探究其体外与体内联合成骨潜力。作为对照，选取微晶球形BCP颗粒（BCP-G）和市售不规则BCP颗粒（BAM，BCP-I）。所得具有特定纳米形貌的BCP-N能有效启动并调控体外生物反应，如降解、蛋白质吸附、类骨磷灰石形成、细胞行为及成骨分化。犬类肌肉内植入和兔下颌骨临界尺寸骨缺损修复实验进一步证实，BCP-N的纳米形貌可能赋予其比BCP-G和BCP-I更强的骨诱导性和骨再生能力。综上，由于纳米形貌与天然骨磷灰石相似，BCP-N在引导骨再生方面具有卓越效能，在骨缺损填充应用中有望成为标准骨移植材料的潜在替代品。
关键词： 纳米晶磷酸钙陶瓷球、生物效应、骨再生、骨诱导性
更新于2025-09-11 14:15:04
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羟基磷灰石与二氧化钛复合对兔颅骨缺损骨再生的光功能化效应
摘要： 常用作载体的骨移植材料其亲水性在调节骨移植部位骨形态发生蛋白（BMP）表达方面具有重要作用。通过紫外线（UV）光功能化进行表面改性可增强亲水性、改变理化性质并提升生物活性，从而进一步改善对新生骨形成的影响。因此，本研究旨在评估经UV照射的二氧化钛（TiO2）包被羟基磷灰石（HA）与重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）联合应用对兔颅骨缺损骨再生的影响。通过测量水滴接触角评估经UV照射后HA及TiO2包被HA颗粒的亲水性。为比较兔颅骨缺损中的新生骨形成情况，将实验兔分为四组：阴性对照组、HA组、TiO2包被HA组及TiO2包被HA+UV组，术后4周和8周分别进行组织形态计量学分析和显微计算机断层扫描（μCT）成像。体内分析显示所有组别临界尺寸缺损区均发生新生骨形成，其中TiO2包被HA+UV组的新生骨形成显著高于其他组别（p<0.05）。结果表明UV光功能化能促进新生骨形成。
关键词： 羟基磷灰石、兔颅骨缺损、紫外线、骨再生、二氧化钛
更新于2025-09-04 15:30:14
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近红外光控制生物可降解光热骨植入物的骨再生
摘要： 适度热刺激可促进骨缺损修复，但遗憾的是，外源性高温向人体输送的效率不足。本研究展示了一种由黑磷纳米片和聚乳酸-羟基乙酸共聚物（BPs@PLGA）组成的骨植入体，在近红外（NIR）光照射参与下能高效实现温和热诱导成骨。仅含0.2 wt%黑磷的BPs@PLGA即使被7毫米厚的生物组织覆盖，仍表现出高效NIR光热响应。此外，该复合材料完全可生物降解，最终降解产物为无害的H2O、CO2和可作为骨必需成分的PO4 3-。通过低强度周期性NIR照射介导的BPs@PLGA样本能有效上调热休克蛋白表达，最终促进体外和体内成骨。这种兼具良好生物降解性和NIR介导成骨性能的BPs@PLGA植入体在骨科应用中潜力巨大，本研究为可远程控制的新型骨植入体的设计与制备提供了新思路。
关键词： 黑磷、组织工程、光热疗法、骨再生
更新于2025-09-04 15:30:14