注射型可吸收聚氨基酸/硫酸钙复合材料动物体内的安全及组织相容性

背景：临床上应用的聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸钙骨水泥可注射型骨修复材料在体内不能完全降解、吸收,且成骨能力较差。目的：评估新注射型聚氨基酸/硫酸钙复合材料在动物体内的安全性及组织相容性。方法：将注射型聚氨基酸/硫酸钙复合材料植入新西兰兔背部肌肉内,将其浸提液分别注射至昆明小鼠体内与新西兰兔背部皮内。结果与结论：注射材料浸提液后,小鼠一般情况良好,体质量均呈上升趋势,腹腔各脏器无明显水肿、粘连、坏死等;兔背部浸提液注射部位未出现红斑、水肿等皮内刺激反应。聚氨基酸/硫酸钙复合材料植入兔背部肌肉早期材料周围炎症反应明显,后逐渐减弱,包膜样结构逐渐被吸收,未见明显排斥反应;材料周围肌肉细胞色素氧化酶和乳酸脱氢酶等氧化相关酶活性无明显减弱。提示新型可注射复合材料在动物体内具有良好的安全性和组织相容性。     

体内实验评价新型关节软骨修复材料聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石+聚酰胺66的生物相容性

目的:采用动物体内实验的方法评价新型修复关节软骨及软骨下骨的复合材料PVA/n-HA PA66的生物相容性.方法: 实验于2006-09/2007-03 在四川大学华西医院组织工程实验室完成.制备PVA/n-HA PA66浸提液,进行以下实验:①急性全身毒性实验:取SD大鼠随机分为2组,分别腹腔注射20%浸提液和生理盐水1 mL,观察动物行为学及体质量变化.②溶血实验:取抗凝兔血加入复合材料粉末后测溶血率.③皮内刺激实验:在新西兰大白兔背部皮内注射浸提液,观察注射浸提液后注射部位的红斑和水肿状况.④皮下植入实验及慢性毒性实验:在SD大鼠背部皮下植入材料,术后2,4,8周取材,观察材料植入皮下后与周围组织的反应情况.术后12周抽血行肝肾功能检测,评价材料对动物有无长期毒性.结果:①急性全身毒性实验小鼠活动正常,大鼠体质量均呈上升趋势,且两组体质量增加比较差异无显著性意义.②3 种浓度梯度的复合材料,溶血率均未超过5%,达到标准要求.③皮内刺激实验:实验侧及阴性对照侧各注射点均未见明显皮肤刺激症状. ④长期毒性实验:术后12周小鼠肝肾功能与正常对照组及术前比较无显著性差异(P > 0.05),组织学切片显示血管和纤维组织进入复合材料网孔中,与复合材料连为一体,未产生排斥反应.结论: 双相生物复合材料PVA/n-HA PA66具有良好的生物相容性.     

煅烧骨的安全性

背景：经高温处理的煅烧骨具有类似自然骨的连续微孔结构,良好的生物相容性和降解性. 目的：观察牛煅烧骨的生物相容性、细胞相容性及毒性. 方法：①细胞相容性实验：将牛煅烧骨与第3代已诱导的Wistar大鼠骨髓间充质干细胞复合培养.②溶血实验：将煅烧骨浸提液、生理盐水与双蒸水加入兔血中.③凝血实验：将煅烧骨加入兔血浆中.④急性毒性实验：在昆明种小鼠尾静脉分别注射煅烧骨浸提液、生理盐水.⑤微核实验：在小鼠腹腔分别注射煅烧骨浸提液、生理盐水与环磷酰胺.⑥局部刺激性实验：将煅烧骨浸提液、生理盐水分别注射于兔两侧脊柱皮下.⑦热源检测实验：在兔耳静脉注射煅烧骨浸提液.⑧皮下植入实验：将煅烧骨材料植入Wistar大鼠背部皮下. 结果与结论：煅烧骨材料无细胞毒性,具有良好的细胞及血液相容性;对皮肤、肌肉无刺激作用;对心、肝、肾重要器官无毒性作用;皮下植入后对周围组织无刺激作用,能够部分降解吸收并被机体组织替代;无致热作用,对凝血功能无影响,对小鼠骨髓细胞无抑制及毒性作用.     

新型可注射可降解磷酸钙骨水泥的生物相容性*☆

背景:体外实验已证实新型磷酸钙骨水泥有良好的可注射性、力学性能、抗溃散性及体外降解性能.目的:验证新型可注射、可降解磷酸钙骨水泥的生物相容性.方法:①急性毒性实验:分别向昆明小鼠尾静脉可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液与生理盐水.②热源实验:在新西兰兔耳缘静脉注射新型磷酸钙骨水泥浸提液.③溶血实验:在兔抗凝血分别加入新型磷酸钙骨水泥浸提液、生理盐水及双蒸水.④迟发型超敏反应实验:在豚鼠肩胛骨内侧部位分别注射可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液与生理盐水,并进行敷贴激发实验.⑤体外细胞毒性实验:在L929系小鼠成纤维细胞株培养液中分别加入可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液、聚乙烯浸提液及苯酚溶液.⑥微核实验:分别在昆明小鼠腹腔注射可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液、生理盐水与环磷酰胺.⑦肌肉植入实验:将新型磷酸钙骨水泥植入新西兰兔脊柱两侧肌肉内.结果与结论:新型可注射磷酸钙骨水泥无毒,无刺激性及致敏性,无热源反应,具有良好的血液相容性,植入动物肌肉后为非组织刺激物,具有良好的生物相容性,因而具有较好的生物安全性.     

D，L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性和细胞相容性

背景：课题组前期实验研制了输卵管避孕器材料D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物,依据国内《生物材料和医疗器材生物学评价技术要求》规定,植入体内的组织工程材料必须进行生物安全评价和细胞相容性实验。 目的：观察D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性。 方法：①内毒素实验：在鲎试剂中分别加入聚合物浸提液、内毒素工作标准品溶液和细菌内毒素检查用水。②致敏实验：在昆明小鼠肩胛骨内侧分别注射聚合物浸提液＋弗氏完全佐剂＋生理盐水、弗氏完全佐剂＋生理盐水,通过皮内诱导、局部诱导和激发阶段,观察动物激发部位皮肤红斑和水肿反应程度。③急性毒性实验：分别在昆明小鼠腹腔注射100%,50%,25%聚合物浸提液及生理盐水。④细胞增殖MTT实验：直接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物膜、聚乳酸与玻璃片上;间接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物浸提液、丙烯酰胺溶液及1640培养液。 结果与结论：D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物材料无细菌污染状况,符合生物安全标准,无致敏性及毒性,并且具有较好的细胞相容性。     

可注射性磷酸钙骨水泥生物相容性评价

目的:磷酸钙骨水泥是一种新型骨移植替代材料,对它的改性研究是近年来的研究热点之一,通过改变磷酸钙骨水泥的流变学,制备可注射性磷酸钙骨水泥更适于微创应用,但应用于临床要对其生物相容性进行评价。方法:实验于2006-10/2007-01在天津医院骨科研究所完成。①实验材料:可注射性磷酸钙骨水泥(由固相与液相两部分组成,固相为碳酸钙、磷酸氢钙等,液相为磷酸钠盐溶液)。②实验动物:新西兰兔14只,体质量2.0～3.5kg,雌雄各半。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。③实验方法和评估:通过采用可注射性磷酸钙骨水泥浸提液和试件与骨髓基质细胞分别共培养,MTT法测定细胞相对增殖率,进行细胞毒性反应分级,光镜和扫描电镜观察细胞生长形态和生长活性。可注射性磷酸钙骨水泥浸提液进行溶血和热原试验观察。将可注射性磷酸钙骨水泥试件植入兔肌肉内,观察炎症反应和纤维包膜形成情况。结果:14只新西兰兔均进入结果分析。可注射性磷酸钙骨水泥浸提液和试件与骨髓基质细胞共培养,细胞生长形态良好,数量逐渐增加,细胞毒性反应为0～Ⅰ级,基本无毒性。浸提液的溶血率<0.05%,注入兔耳缘静脉后未引起发热反应。可注射性磷酸钙骨水泥试件植入兔肌肉中观察24周,早期有淋巴细胞浸润,包膜形成,晚期淋巴减少或消失,包膜稳定,无增厚趋势,未见有白细胞浸润。结论:可注射性磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性,符合植入人体生物材料的细胞毒性要求,对机体不会造成不良影响,因而临床可以安全使用。     

明胶/白芨胶载药多孔材料的组织相容性评价

背景:一些实验已证明,某些中药制剂在与人体组织、体液或血液接触和相互作用时,具有良好的生物相容性,因此可以与生物材料复合,使材料的理化性能以及功用得到改善。目的:评价明胶/白芨胶载药多孔材料的组织相容性。设计:单一样本实验。单位:湖北中医学院针灸骨伤系。材料:实验于2005-02/04在华中科技大学同济医学院骨科完成。选择小白鼠12只,雌雄各半,体质量18～24g;日本大耳白兔6只,兔龄9～10个月,体质量2.8～3.0kg,饲养温度:(18±1)℃,单笼饲养。方法:冷冻干燥法制备海绵状明胶/白芨胶载药多孔材料,把中药黄连、丹参提取物复合到其中;急性全身毒性实验:12只小鼠随机分为实验组和对照组,实验组动物由腹腔注射标准浓度材料浸提液,剂量为50mL/kg;对照组注射与浸提液同批号的生理盐水,剂量为50mL/kg,注射后24,48,72h观察动物的一般状态,并记录注射后24,48,72h体质量变化。通过体内植入法,将该载药材料植入兔背部肌肉内,术后1,2,6周麻醉后各处死2只兔,取材。通过大体观察和组织学检查观察生物材料在体内的组织反应。主要观察指标:生物材料在兔体内组织反应的大体观察和组织学检查观察。结果:12只小鼠和6只大耳白兔全部进入结果分析。急性全身毒性实验:所有实验小鼠一般情况良好,活动、食欲正常,呼吸平稳,无腹部刺激症状、衰竭、发绀以及死亡现象。注射后24,48,72h小鼠体质量均呈增长趋势,实验组与对照组比较未见明显差异(P>0.05)。植入实验:①大体观察:1周时的取材标本与肌肉纤维组织结合紧密,4周时的取材标本与肌肉纤维组织已融合在一起,不易分离;8周时取材在兔原来的材料植入部位已经看不见明胶/白芨胶载药多孔材料的存在。②组织学观察:明胶/白芨胶载药多孔材料植入1周时,材料标本周围有较多的炎性细胞和间充质细胞,4周时材料部分降解,标本周边炎性细胞浸润减少,植入12周材料周围炎性细胞进一步减小,材料被吸收,被肌肉组织替代。结论:明胶/白芨胶载药多孔材料作为创面修复和皮肤、肌腱组织工程支架材料具有安全可靠性。     

胶原聚合物人体植入材料的生物相容性研究

背景Staar公司将Ⅳ型胶原与水凝胶(HEMA)聚合而成的新型材料Collamer,是研制眼内接触镜的良好材质.国内尚无类似材料.目的评定胶原聚合物为主体的眼内接触镜(intraocular contactlens,ICL)在动物体内的生物相容性.设计随机对照实验.单位上海生物材料研究测试中心.材料本研究于2000-01/2000-04在上海生物材料研究测试中心完成.细胞株传代48～72 h生长旺盛的L-929细胞(小鼠成纤维细胞);白色豚鼠20只,体质量300～500 g,1～3月龄,雌雄均可;健康成年新西兰白兔7只,体质量1.7～3.0kg和2.5～3.5 kg,雌雄不拘(热原实验,雌兔无孕)(实验动物均由上海实验动物中心提供,为普通级).干预分别应用胶原材料进行以下生物学测试①细胞毒性试验(细胞增殖度法).②致敏试验.③热原试验.④皮下植入试验.实验数据根据标准进行分析和评估.主要观察指标①小鼠成纤维细胞生长和增殖情况.②皮内注射和局部斑贴诱导后,每一观察时间和每一激发部位红斑和水肿反应情况.③家兔由耳缘静脉注入材料浸提液后,该兔体温升高情况.④胶原材料植入家兔皮下后4周材料周围组织反应情况.结果①细胞毒性试验材料组相对增殖度为99%～106%,毒性分级为0～1级.②过敏试验材料组各时段每一激发部位均无红斑和水肿反应,结果评定胶原聚合物皮肤反应0级.③热原试验胶原试品个体升温均在0 6℃以下,升温总值在1.4℃以下.④皮下植入试验材料组和对照组试样周围均为极少量淋巴细胞浸润,炎症细胞反应为Ⅰ级;纤维囊腔形成评定亦为1级.结论材料生物学测试结果显示胶原聚合物具有高度生物相容性,是设计制造ICL的理想材料.     

柠檬酸化半水硫酸钙作为骨移植替代材料的安全性及生物相容性评价

目的:以二水硫酸钙为原料,制备出高纯度柠檬酸化半水硫酸钙,并对其生物相容性进行评价。方法:实验于2004-09/2005-01在解放军总医院骨科研究所完成。柠檬酸化半水硫酸钙粉沫是粉状的二水硫酸钙经特殊处理制得。根据文献对实验材料进行生物相容性及安全性评价实验。①红细胞溶解性:材料粉末制备的浸提液加入抗凝兔血内恒温水浴60min、离心取上清液,分光光度计测定上清液吸光度。计算红细胞溶血率(%)=(实验组吸光度-阴性对照组吸光度)/(阳性对照组吸光度-阴性对照组吸光度)×100%、标准:≤5%为正常。②细胞毒性试验:采用四甲基偶氮唑盐比色法。兔骨髓基质干细胞经复苏、传代、培养24h后进行更换含材料浸提液的培养基继续培养、酶标仪测定1,3,5,7d吸光度。计算细胞相对增值率=实验组吸光度/对照组吸光度。③细胞材料表面贴附:骨髓基质干细胞细胞悬液滴在材料表面,培养3d后,倒置显微镜下观察材料边缘细胞生长情况。乙醇固定后用环境扫描电镜镜下观察材料表面的细胞贴附情况。④热源性:自体温试验筛选合格新西兰家兔的耳缘静脉注入材料浸提液后,定时测兔体温。标准:每只体温升高在0.6℃以下,3只体温升高总度数小于1.4℃。⑤皮肤刺激性:健康新西兰家兔脊柱两侧选点注射材料花生油及DMEM浸提液,每个点注射0.2mL。观察注射部位皮肤反应。⑥致敏性:将浸提液与完全氟氏佐剂完全乳化制成相应剂型试剂,以豚鼠为观察对象,观察腹部激发部位皮肤反应。结果:①材料特性:制备材料2h固化抗压缩强度达到26MPa,初凝时间5min,终凝时间20min。扫描电镜观察为晶体形态均一、为规则的六面体结构。②细胞粘附与生长形态:骨髓基质干细胞在材料周围生长,环境扫描电镜观察细胞贴附材料表面生长,呈不规则的梭形、多角形,胞体伸出伪足长短不等。③红细胞溶解实验:红细胞溶血率为0.34%,远小于阳性标准,说明材料植入体内后不会引起机体本身的溶血反应。④热源反应:家兔平均体温升高为0.1℃,符合医用材料的热源反应要求,说明本材料本身不具有致热源作用。⑤皮内注射:两组浸提液皮内注射后均未引起家兔实验区的红斑及水肿反应,提示材料对动物机体没有刺激性。⑥致敏实验:致敏率为0,与阴性对照没有差别,说明材料没有致敏性。⑦细胞毒性实验的检测结果提示实验组细胞相对增值率和对照组无显著性差别,评分为0～1级,说明材料本身不具有细胞毒性。结论:生物安全性评价结果初步显示制备的材料具有良好的生物相容性,符合医用生物材料的基本要求。     

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性

背景：天津大学材料学院利用仿生学方法制备的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料,具有与天然骨相似的结构和性能。目的：研究纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性。方法：①急性全身性毒性实验：将纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水分别注射至昆明小鼠腹腔,注射24,48,72 h记录小鼠体质量。②致敏实验：在日本大耳白兔背部皮下分别注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水,72 h内观察注射部位水肿及红斑情况,间隔14 d后再次行激发实验。③热源实验：在日本大耳白兔耳缘静脉注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液,注射后检测体温变化。④溶血实验：在稀释的兔抗凝血中分别加入纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液、生理盐水与蒸馏水。⑤将第3代兔骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料共培养,观察材料表面细胞增殖、生长及黏附状态。结果与结论：纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料无急性全身毒性、无致敏性、无热源反应、无溶血反应,该支架材料具有三维网络结构,骨髓间充质干细胞在材料表面生长、增殖及黏附良好,表明纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料具有良好的生物相容性与细胞相容性。