材料服务健康,结构不再简单—《无机材料学报》近期生物材料学专题精选

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1. 仿生超疏水表面：南京理工熊党生教授的精心综述

科研人员受荷叶出淤泥而不染的启发,正兴趣盎然地制备着各种人工超疏水表面。因所模仿的天然结构千奇百怪，其性能、机理和合成规律亟待梳理。南京理工大学熊党生教授综述了典型的仿生超疏水材料, 评述和总结了超疏水涂层诸多制备方法的优缺点, 概述了该类涂层在自清洁、防覆冰、耐腐蚀和油水分离领域的应用研究现状, 分析了超疏水防覆冰的机理及实现方式, 剖析了现阶段面临的挑战及未来发展趋势, 成为超疏水涂层研究领域的必读文献。

该文发表于：无机材料学报2019, 34 (11): 1133-1144.   

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2. 铁掺杂羟基磷灰石：强磁场下的有趣定向 

生物陶瓷表面纳米结构能影响成骨细胞增殖和分化, 如何调控表面微观结构是设计开发生物活性陶瓷的关键之一。中科院上海硅酸盐所常江研究员采用共沉淀法和共沉淀-水热法合成了羟基磷灰石(HA)和铁-羟基磷灰石(Fe-HA)。发现二者物相相同，但HA为抗磁性, Fe-HA为顺磁性; 共沉淀法粉体为针状, 在强磁场中不能定向；共沉淀-水热法粉体为短棒状, 在强磁场中能定向; 在强磁场中,HA不能单轴定向, Fe-HA可沿c轴取向，有望可控制备特定结构的生物陶瓷。

该文发表于：无机材料学报2018, 33 (1): 75-80.   

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3. ZnO介晶填料：让你的牙齿最多修复一次 

无机填料是齿科修复复合树脂的主要成分, 对其性能和功能至关重要，但目前其耐磨性和抗菌性不足。东华大学张青红教授（本刊编委）水热合成了晶粒尺寸37.5 nm的 ZnO晶粒，以此构筑的微米级多孔介晶微球, 具有与牙釉质羟基磷灰石紧密堆积结构类似的有序性。经树脂单体渗透后, 与改性的SiO₂微球混合制成复合树脂，不仅力学强度高、抑菌率达99.9%，而且磨损3000次后体积损耗比适用商品降低了88.7%，修复1次等于修复8次，有望快速得以生产、应用。

该文发表于：无机材料学报2019, 34 (10): 1077-1084.   

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4. 牙釉质氨基酸/羟基磷灰石：修复超硬的牙釉质 

新近研究发现牙釉蛋白衍生肽和天冬氨酸-丝氨酸-丝氨酸肽对牙釉质龋病再矿化修复起关键促进作用，但其提取或合成既困难又昂贵，难以应用。昆明理工大学陈庆华教授制备了含其成分的氨基酸/羟基磷灰石复合物，在体外人工唾液中可对牛牙釉质进行再矿化修复。复合材料所释放的氨基酸可吸附在有机基质残基上，诱导平行排列的羟基磷灰石晶体形成，能显著恢复牙釉质表面的显微硬度。该研究与云南白药集团合作完成，有望加速应用。

该文发表于：无机材料学报2019, 34 (11): 1222-1230.  

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5.ZrO₂掺入 3D打印的硅酸二钙支架：物理、化学和生物学 

三维打印结合高分子前躯体制备生物陶瓷材料，因制备工艺简单, 在骨组织工程修复领域引起了极大的兴趣。复旦大学丁惠锋和上海理工大学朱钰方（本刊编委）两教授合作利用三维打印技术制备出ZrO₂掺杂的β-Ca₂SiO₄组织工程支架。该支架结构均一，大孔 (孔隙率>67%)贯通，抗压强度由ZrO₂含量调控, 能促进成骨细胞增殖、分化。动物体内实验发现, ZrO₂的掺入明显促进了支架在骨缺损处的新骨形成。该方法可简便、快速、安全地制备，有望应用于骨组织工程。

该文发表于：无机材料学报 2019, 34 (4): 444-454.   

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6. TiO₂@SiO₂：降解污染物-抑制微生物 

水体的有机物污染已构成我国环境安全的重要威胁，如何高效降解污染物的同时有效杀灭由其滋生的有害微生物是一个待解的课题。昆明理工大学唐晓宁教授合成了一种负载型TiO₂@SiO₂复合光催化材料，紫外光照下对甲基橙的催化降解率达到99.9%, 钛的摩尔掺杂比为0.58时降解率最高，此时在紫外光和可见光下对大肠杆菌的抑菌率分别达到80.5%和65.5%，荧光检测显示，复合材料所产生的活性氧损伤了细菌的细胞结构。该研究为合成实用型双功能复合材料提供了基础。

该文发表于：无机材料学报2019, 34 (12): 1325-1333.  

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7.微振动中的羟基磷灰石陶瓷：生物活性及力学稳定性 

生物陶瓷骨诱导性的体外评价常在静态中进行，而若考虑材料植入后的生理应力环境, 则宜在持续应力负荷下评价。西南交大智伟工程师考查了羟基磷灰石(HA)陶瓷在生理适宜的振幅≤50 µm、强度＜1 g、频率范围在1~100 Hz 的极低振幅、低强度、低频率的微振动(MVS)应力刺激下的骨形成和骨重建。发现MVS有利于较高微孔隙率（26%~30%)HA的钙离子再沉积和类骨磷灰石形成，而微孔隙率较低则促进钙离子释放。40Hz的MVS促进蛋白吸附, 而60 Hz则抑制吸附。这表明应力环境是影响骨诱导的重要因素。

该文发表于：无机材料学报    2019, 34 (4): 417-424.  

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