石墨烯/羟基磷灰石纳米复合涂层在硬组织修复材料中应用探索

批准号:
31070846
项目类别:
面上项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
成艳
依托单位:
学科分类:
C1002.生物材料与生物效应
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
高飞、王彦波、周艺、张鑫、李明
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中文摘要
石墨烯作为新型碳材料,有许多优于现有碳纳米管、富勒烯和石墨的性能,如:(1)极高的比表面积,理论比表面积高达2630㎡/g;(2)极高的力学强度,石墨烯片层是目前已知世界上强度最高的材料;(3)石墨烯及其薄膜具有良好的生物相容性;(4)易于在其表面形成大量的羰基、羟基、羧基等官能团。为了赋予硬组织修复材料钛合金良好的生物性能和力学性能,本项目采用电泳沉积的方法在其表面沉积石墨烯/羟基磷灰石纳米复合涂层,研究制备工艺与涂层成分、微观组织结构和性能之间的内在规律和影响机制,获得新型碳材料石墨烯在硬组织材料表面改性方面的基础数据,包括涂层的成分、微观组织结构、力学性能、生物活性、生物相容性等。经过工艺优化,最终制备出力学和生物活性良好的硬组织生物材料纳米复合涂层。为拓宽石墨烯的应用范围,发展新型硬组织表面改性材料奠定相关的理论基础,是一项崭新而有深远科学意义的探索研究。
英文摘要
石墨烯及其衍生物作为新型力学增强材料,有许多优于现有碳纳米管、富勒烯和石墨的性能,为了赋予硬组织修复材料钛合金良好的生物性能和力学性能,本项目采用电泳沉积的方法在其表面沉积氧化石墨烯(GO)/羟基磷灰石(HA)纳米复合涂层,研究表明GO有效地减少了表面裂纹的产生,提高了膜层与钛基底的结合力,增强了钛基底的抗腐蚀性和生物相容性,同时提出GO/HA膜层等效电路图与模型图。在此基础上,为了进一步提高膜层生物相容性,分别引入壳聚糖和透明质酸钠,制备出壳聚糖/GO/HA和透明质酸/GO/HA复合涂层。此外,本项目以GO为模版,在其表面原位合成HA纳米可粒,有效的提高了HA的弹性模量和硬度。体外细胞实验(L929细胞与MG63细胞)表明所合成的纳米复合材料具有良好的细胞相容性。为拓宽石墨烯的应用范围,发展新型硬组织表面改性材料奠定相关的理论基础,系统研究了石墨烯微片与MG63细胞的相互作用,不同浓度的石墨烯微片对 MG63 细胞有一定程度的抑制作用,呈现出明显的浓度依赖性抑制作用,浓度越高,对细胞增殖的抑制作用越强,提出了石墨烯微片产生 MG63 细胞毒性的可能途经。.发表SCI收录论文10篇,培养硕士生2名,博士研究生2名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Plasma enhanced chemical vapor deposited silicon coatings on Mg alloy for biomedical application
用于生物医学应用的镁合金上等离子增强化学气相沉积硅涂层
DOI:10.1016/j.surfcoat.2012.05.128
发表时间:2013-08-15
期刊:SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY
影响因子:5.4
作者:Li, M.;Cheng, Y.;Wei, S. C.
通讯作者:Wei, S. C.
DOI:10.1016/j.apsusc.2013.11.038
发表时间:2014-02-15
期刊:APPLIED SURFACE SCIENCE
影响因子:6.7
作者:Jia, Z. J.;Li, M.;Wei, S. C.
通讯作者:Wei, S. C.
In situ synthesis and biocompatibility of nano hydroxyapatite on pristine and chitosan functionalized graphene oxide
原始壳聚糖功能化氧化石墨烯上纳米羟基磷灰石的原位合成及其生物相容性
DOI:10.1039/c2tb00053a
发表时间:2013-01-01
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
影响因子:7
作者:Li, Ming;Wang, Yanbo;Wei, Shicheng
通讯作者:Wei, Shicheng
Graphene oxide/hydroxyapatite composite coatings fabricated by electrophoretic nanotechnology for biological applications
电泳纳米技术制备氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层的生物应用
DOI:10.1016/j.carbon.2013.09.080
发表时间:2014-02-01
期刊:CARBON
影响因子:10.9
作者:Li, Ming;Liu, Qian;Wei, Shicheng
通讯作者:Wei, Shicheng
Electrochemistry properties of multilayer TiN/Ti coatings on NiTi alloy for cardiac occluder application
用于心脏封堵器应用的 NiTi 合金上多层 TiN/Ti 涂层的电化学性能
DOI:10.1016/j.surfcoat.2012.05.129
发表时间:2013-08
期刊:Surface and Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:Shao, A. L.;Cheng, Y.;Zhou, Y.;Li, Ni.;Xi, T. F.;Zheng, Y. F.;Wei, S. C.;Zhang, D. Y.
通讯作者:Zhang, D. Y.
光热响应涂层对锌锂镁合金的降解调控与促成骨机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:成艳
- 依托单位:
细菌触发自卫型银/抗生素复合涂层的构建及其抗菌机制的研究
- 批准号:31670974
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:成艳
- 依托单位:
多巴胺在调控典型医用金属表面“强力结合/多功能膜层”中的应用探索
- 批准号:31370954
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:87.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:成艳
- 依托单位:
构建生物相容性良好的NiTi合金血管支架表面若干关键问题的探索
- 批准号:30870623
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:成艳
- 依托单位:
国内基金
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