RGD修饰纯钛表面对人牙龈成纤维细胞生物学行为的影响

用羰基二咪唑(1,1′-carbonyldiimidazole,CDI),将含RGD的短肽共价连接到纯钛的表面,将HGFs分别接种到涂层和未涂层材料表面并培养一定时间后,定量对比接枝和未接枝材料表面的细胞纤粘连蛋白(fibronectin,FN)和粘着斑的形成情况,研究接枝后的纯钛表面对原代培养的人牙龈成纤维细胞(Human Gingival Fibroblasts,HGF)生物学行为的影响.结果表明,RGD修饰的纯钛表面粘着斑的形成比钛表面早.RGD接枝钛表面有利于人牙龈成纤维细胞的粘附,改善了纯钛的生物相容性.     

镁合金表面的仿生修饰及抑菌性能

用2,3环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行改性,合成了两种不同取代度(DS:29%,48%)的壳聚糖季铵盐,通过FTIR、HNMR表征以证实其分子结构。用仿生共沉积法,在模拟体液中添加两种不同取代度的壳聚糖季铵盐,在镁合金AZ91表面修饰了一层薄的仿生涂层。SEM和XRD对涂层分析表明:经仿生修饰后的镁合金表面为含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层,涂层晶体构型不同。抑菌实验结果表明:与含有钙磷盐/壳聚糖的复合涂层样品相比,含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层对金黄色葡萄球菌具有明显的抑菌作用;比浊法测定显示:对金黄色葡萄球菌作用6 h,四种含有不同量的壳聚糖季铵盐样品均具有较好的抑菌效果,抑菌率为90%以上;作用24 h的结果表明,模拟体液中添加较低浓度的壳聚糖季铵盐制备的样品抑菌效果较好,抑菌率为98%。     

多巴胺表面修饰胶原膜促进细胞粘附和增殖的研究

多巴胺已经被广泛地用于材料的表面修饰改性,能够提高材料的生物相容性,赋予材料新的反应活性.为了考察多巴胺表面修饰胶原膜对其机械强度、湿热稳定性、亲水性和生物相容性的影响,对多巴胺自组装表面修饰胶原膜不同时间形成的膜材料进行研究,结果发现,经过多巴胺自组装表面修饰后,胶原保持完整的三股螺旋结构,膜材料的机械强度、湿热稳定性和亲水性均得到提高,而且成纤维细胞更易于在膜上粘附和增殖.     

医用不锈钢的细胞膜仿生表面修饰

利用2-（甲基丙烯酰氧基）乙基-2-（三甲基氨基）乙基磷酸酯（MPC）与316L不锈钢表面上γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）的Michael加成反应,将MPC化学接枝到不锈钢的表面．修饰表面的XPS结果证实了MPC的成功接枝,表明在不锈钢表面构建了仿细胞膜表面．体外血小板粘附实验显示,修饰表面具有明显阻抗血小板的粘附、聚集和激活性能,并具有良好的血液相容性．     

Silk RGD融合蛋白修饰羟基磷灰石/丝素蛋白支架对成骨细胞生长的影响

通过浸渍吸附的方法, 用桑蚕丝素-RGD融合蛋白(简称Silk-RGD)对多孔状磷灰石/丝素蛋白(HA/SF)复合支架材料进行表面修饰, 研究了复合支架材料在不同浓度Silk-RGD蛋白溶液中浸渍后对两种不同成骨细胞MG-63和MC3T3-E1黏附、增殖和分化的影响。结果表明, Silk-RGD融合蛋白修饰的复合支架材料的细胞黏附性能显著高于未经修饰的对照组, 且其促黏附性能具有Silk-RGD浓度依赖性; 体外培养7天时, 细胞增殖能力较对照组更显著,当Silk-RGD的吸附量为11 μg/mg时, MG-63的增殖率较对照样提高了21%, MC3T3-E1提高了50%; 而碱性磷酸酶活性检测结果显示, 复合支架经Silk-RGD表面修饰后对MC3T3-E1细胞的分化有一定的促进作用, 但对MG-63细胞的影响不明显。      

氧气DBD等离子体处理PBO纤维表面及其对双马树脂基复合材料界面性能的影响

采用氧气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理PBO纤维表面,用以改善PBO纤维与双马来酰亚胺(BMI)树脂之间的界面粘结性能。结果表明,用氧气等离子体处理PBO纤维能大幅度提高PBO/BMI复合材料的层间剪切强度(ILSS)值,最佳处理条件为功率30 W/m³、时间24 s,ILSS值从43.9 MPa提高到62.0 MPa。经过氧气DBD等离子体处理的PBO纤维其表面的氧含量明显提高,氮含量变化不大,甚至在过度处理时降低;官能团-O-C=O基团的含量从0提高到3.16%,-C-O-的含量也明显提高;在氧气DBD等离子体处理后的PBO纤维表面产生大量凹凸不平和沟壑,使纤维表面的粗糙度提高。而表面氧含量的提高和表面形貌与粗糙度的变化,是PBO/BMI复合材料ILSS值提高的重要原因。单丝拉伸实验结果表明,适当的DBD等离子体处理不会对PBO纤维表面产生不良影响,不影响其在复合材料中的作用。     

沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响

采用直流磁控溅射技术在聚醚醚酮(PEEK)表面制备不同厚度的类金刚石(DLC)薄膜,研究了沉积时间对其表/界面结构、组分、疏水、力学和光透过性能的影响。结果表明,在平均沉积速率为5.71 nm/min的条件下,随着沉积时间的延长DLC薄膜的厚度线性增大、碳原子的致密性提高、界面互锁结构增强,而界面结合强度逐渐降低。沉积时间≤15 min时,基体结构的影响使拟合计算出的I_D/I_G值为0.23~0.25和sp²/sp³比值较小(0.58~0.74);沉积时间>15 min时基体的影响较小,I_D/I_G值突增大至0.81,sp²/sp³值也比较大(0.96~1.12)。沉积时间的延长使PEEK基体的温度逐渐升高,使膜内的sp²/sp³值逐渐增大。薄膜表面的氧含量先降低然后趋于平缓,部分C=O转化为C-O。随着沉积时间的延长,PEEK/DLC复合薄膜的硬度、弹性模量及防紫外线和阻隔红外线性能都逐渐提高,其表面粗糙度和疏水性的变化趋势是先提高后降低。沉积时间为32 min的薄膜,其表面粗糙度和水接触角达到最大值,分别为495 nm和108.29°。     

表面态对纳米晶BaTiO3介电性能的影响

采用硬脂酸凝胶法制备了粒度均匀的纳米晶BaTiO3，用X射线衍射分析、红外光谱分析、透射电子显微镜对产物进行了表征，研究了表面态与介电性能。结果表明，BaTiO3纳米材料表面的不完整性主要是氧空位造成的，暴露在粒子表面的是一些金属离子，随着晶粒尺寸的减小，氧空位缺陷的浓度增加，极化增强，纳米材料的这种表面状态对其介电性能有重要影响，使其静态介电常数远比常规材料的大。     

Ca~(2+)和臭氧对A3碳钢表面磷化膜的影响

在低温磷化条件下, 在磷化液中加入Ca ²⁺并以臭氧作为促进剂, 在A3碳钢表面制备了磷化膜。通过SEM、
XRD、EDS、FT--IR以及腐蚀电化学测试等手段对磷化膜进行表征, 研究了Ca ²⁺和臭氧对磷化膜的结构和性能的影响。结果表明, 在磷化液中添加Ca ²⁺所得磷化膜的质量随着Ca ²⁺浓度的提高而减小, 添加Ca ²⁺可细化磷化膜的晶粒、提高磷化膜的致密度和耐蚀性能; 溶解在磷化液中的臭氧具有细化磷化膜晶粒和促进晶粒生长的作用, 能大幅提高磷化膜晶粒的形核率和磷化膜的主体形成速度。当磷化液的pH=2.70、Ca ²⁺浓度为1.8 g/L、臭氧含量为2.50 mg/L时, 磷化膜的质量为5.46 g/m², 其耐硫酸铜点滴腐蚀时间超过122 s, 在5% NaCl溶液中的腐蚀电流为0.50 μA/cm²。     

海水液滴铺展因子对碳钢表面电化学特性的影响

应用丝束电极技术(WBE)研究了海水液滴下碳钢表面的腐蚀行为。结果表明,随着腐蚀时间的延长液滴下阴阳极电流值逐渐下降,最终趋于稳定。比较了不同大小的海水液滴下碳钢表面的电流分布,发现液滴越小腐蚀越剧烈,且更易形成不对称的电化学区域。提出了液滴铺展因子的概念。研究发现,随着液滴铺展因子的增大平均电流密度呈指数增加,最大阳极电流密度和阳极电流密度标准偏差线性增加,腐蚀强度提高。     

Adverse effects of citrate/gold nanoparticles on human dermal fibroblasts

Nanoscale engineering is one of the most dynamically growing areas at the interface between electronics, physics, biology, and medicine. As there are no safety regulations yet, concerns about future health problems are rising. We investigated the effects of citrate/gold nanoparticles at different concentrations and exposure times on human dermal fibroblasts. We found that, as a result of intracellular nanoparticle presence, actin stress fibers disappeared, thereby inducing major adverse effects on cell viability. Thus, properties such as cell spreading and adhesion, cell growth, and protein synthesis to form the extracellular matrix were altered dramatically. These results suggest that the internal cell activities have been damaged.     

钛金属薄膜上两种短链自组装分子膜的制备与摩擦特性

采用自组装技术在钛金属薄膜上制备了两种分子链长相同、官能团不同的自组装分子膜,并对其进行了不同时间的紫外照射,对钛金属薄膜和自组装分子膜进行了表征和摩擦特性测试,研究了紫外照射、官能团、滑动速度和载荷对自组装分子膜摩擦特性的影响,结果表明:通过紫外照射钛金属薄膜表面羟基化、自组装分子水解及自组装分子缩合可在钛金属薄膜上制备结构致密的自组装分子膜,制备的两种短链自组装分子膜可降低钛金属薄膜的摩擦特性,APS自组装分子膜的摩擦特性优于MPS自组装分子膜的摩擦特性,紫外照射5 min的自组装分子膜表面吸附的有机杂质被蒸发掉,对针尖的黏着力减小,从而导致针尖的变形减小,摩擦力最低,而紫外照射15 min的自组装分子膜致密的网状结构被破坏,减弱了自组装分子膜的润滑效应,两种自组装分子膜的摩擦力随着滑动速度的增加略呈上升趋势,随着载荷的增加略呈下降趋势,但是变化不大.     

喷涂工艺参数对HA涂层结构和结晶度的影响

用微束等离子喷涂在TiAl6V4基体上制备羟基磷灰石涂层,研究了喷涂电流、喷涂距离和气流量等参数对其显微结构和结晶度的影响.结果表明,通过调整喷涂工艺参数可获得三类不同结构的涂层.第一类结构含有大量未融化HA颗粒,第二类结构呈典型层状且具有强织构,第三类结构层状结构不明显.前两种结构的结晶度较高,第三类结构的结晶度较低.由二和三类结构复合而成的梯度涂层,能够适应植入体涂层快速形成类骨磷灰石和保持稳定性的双重要求.     

磁/电场约束下钛合金表面羟基磷灰石/TiO_2复合生物涂层的制备

用恒电位阳极氧化法分别以硫酸和磷酸为电解液,在钛合金基体上制备出具有不同孔径大小和不同晶型的TiO2涂层. 外加磁场条件下,在TiO2涂层上电沉积形成纳米羟基磷灰石涂层.当垂直电场方向施加1T磁场时,在洛伦兹力影响下生长成羟基磷灰石生长成长度大约为200nm,直径大约为50nm的棒状晶粒;在磁场平行于电场的条件下,生成直径为50-70nm的粒状晶粒.纳米羟基磷灰石与多孔TiO2涂层之间几何形貌的匹配程度,影响复合涂层与钛合金基体的结合强度.当TiO2涂层的孔径大约为100 nm时,棒状羟基磷灰石晶粒与钛合金基体间的锁合更牢固,结合力更强.     

Modulation of human dermal microvascular endothelial cell and human gingival fibroblast behavior by micropatterned silica coating surfaces for zirconia dental implant applications

Dental ceramic implants have shown superior esthetic behavior and the absence of induced allergic disorders when compared to titanium implants. Zirconia may become a potential candidate to be used as an alternative to titanium dental implants if surface modifications are introduced. In this work, bioactive micropatterned silica coatings were produced on zirconia substrates, using a combined methodology of sol–gel processing and soft lithography. The aim of the work was to compare the in vitro behavior of human gingival fibroblasts (HGFs) and human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs) on three types of silica-coated zirconia surfaces: flat and micropatterned (with pillars and with parallel grooves). Our results showed that cells had a higher metabolic activity (HGF, HDMEC) and increased gene expression levels of fibroblast-specific protein-1 (FSP-1) and collagen type I (COL I) on surfaces with pillars. Nevertheless, parallel grooved surfaces were able to guide cell growth. Even capillary tube-like networks of HDMEC were oriented according to the surface geometry. Zirconia and silica with different topographies have shown to be blood compatible and silica coating reduced bacteria adhesion. All together, the results indicated that microstructured bioactive coating seems to be an efficient strategy to improve soft tissue integration on zirconia implants, protecting implants from peri-implant inflammation and improving long-term implant stabilization. This new approach of micropatterned silica coating on zirconia substrates can generate promising novel dental implants, with surfaces that provide physical cues to guide cells and enhance their behavior.     

基于表面能理论研究盐冻循环对沥青-矿料界面粘附性的影响

根据表面能理论,采用接触角测量法测定盐冻循环前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、废胎胶粉（CR）和复合胶粉（CCR）3种聚合物改性沥青、石灰岩、玄武岩和花岗岩的表面自由能参数,分别计算出盐冻循环前后沥青-矿料系统的粘附功和剥落功,从而确定盐冻循环对沥青-矿料系统粘附和剥落特性的影响。结果表明:盐冻循环前后,沥青与矿料的粘附过程以及水侵入沥青-矿料界面的剥落过程的比表面自由能变化均为负值,说明沥青与矿料的粘附过程和剥落过程均自发进行;随着盐冻循环次数和盐浓度的增加,沥青-矿料系统粘附功逐渐减小,剥落功逐渐增大,粘附性和抗水损害能力逐渐减弱;当沥青种类相同时,沥青与石灰岩的粘附功最大,剥落功最小,沥青与花岗岩的粘附功最小,剥落功最大;当矿料种类相同时,CCR改性沥青与矿料的粘附功最大,剥落功最小,SBS改性沥青与矿料的粘附功最小,剥落功最大。