可注射镁合金/硫酸钙成骨复合材料的制备及性能研究

目的:本研究采用半水硫酸钙晶体(Calcium sulphate hemihydrate,CSH)与可吸收镁合金(Magnesium alloys,Mgalloys)制备出一种可注射的新型复合人工骨材料,并研究其可注射性,机械性能,生物相容性、生物降解等各方面的性能.方法:对比不同比例Mg/CSH复合材料的初、终凝时间、压缩强度、注射特性;采用X线衍射分析(X-ray diffraction analysis,XRD)和能量弥散X射线探测器(Energy Dispersive X-ray Detector,EDX)对材料成分进行分析;模拟体内液态环境,测试材料在37℃浸泡环境下的生物活性及在磷酸缓冲盐浸泡下的重量变化以及pH变化;材料表面形态采用扫描电镜(Scaning electron microscopy,SEM)观察;用大肠杆菌抑菌性实验对材料的抗菌性进行检测.结果:与纯CSH组相比,添加Mg的复合材料凝固时间延长,复合材料的可注射性显著提高(纯CSH的可注射比例为43％,20％ Mg/CSH为69％).随着Mg含量的提高,抗压强度方面也有所提高(K0.05).XRD及EDX检测结果均证明材料中含有CSH以及Mg晶体.不同复合材料在浸泡环境下的结果表明,Mg的添加对复合材料的pH无影响;降解率方面,在浸泡时间小于21d时,纯CSH与Mg/CSH复合材料的降解速度差异无统计学意义;在浸泡21d后,复合材料的降解性明显优于纯CSH (P＜ 0.05).SEM检测浸泡前后材料表面,结果表明浸泡对材料差异无统计学意义;20％ Mg/CSH及10％ Mg/ CSH与纯CSH 24h后抑菌性能的差异有统计学意义.结论:添加镁合金的可注射硫酸钙复合材料展示出良好的机械性能,在可注射能力、抗菌性,体内生物相容性方面也表现良好.该材料具有潜在的临床应用价值.     

医用新型Mg-Li-Ca合金材料体外生物相容性及生物活性评价

背景：新型Mg-Li-Ca合金是否具有生物相容性和生物活性,目前还未被证实。目的：通过体外实验评价新型医用Mg-Li-Ca合金的组织相容性及生物活性,初步探讨其作为医用植入材料的可行性。方法：分别采用Mg-Li-Ca合金浸提液、纯Mg浸提液、AZ31B合金浸提液与α-MEM培养液培养第3代小鼠胚胎成骨细胞,培养1,3,5 d,采用MTT法检测细胞A值并计算相对增殖率;培养5,7 d,使用碱性磷酸酶试剂盒检测细胞碱性磷酸酶活性。将第3代小鼠胚胎成骨细胞与Mg-Li-Ca合金、纯Mg、AZ31B合金分别共培养于24孔板,培养1 d后扫描电镜观察材料表面黏附及增殖情况。结果与结论：Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金对成骨细胞的细胞毒性为Ⅰ级,无细胞毒性,且Mg-Li-Ca合金对细胞毒性明显小于纯Mg和AZ31B合金,对成骨细胞生长增殖无显著影响,呈现出良好的生物相容性。Mg-Li-Ca合金和纯Mg对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶无影响,具有良好的生物活性;AZ31B对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶有显著影响。成骨细胞可在Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金表面正常黏附生长。表明新型Mg-Li-Ca合金有望成为新型骨科植入材料。     

镁合金内固定物的降解与力学强度

目的：探讨镁合金内固定物的降解与力学强度。方法将12只兔子分为实验组和对照组,每组6只。实验组建立尺骨骨折模型,然后使用镁合金（ ZK60）内固定系统进行固定;对照组不建立模型,仅作正常对照。术后16周采用实验应力分析手段测试尺骨的生物力学特性,通过MicroCT测算镁合金的腐蚀率。结果三点弯曲力学实验结果显示,两组力学载荷差异无统计学意义（P＞0.05）;MicroCT测算结果显示,术后8周螺钉的腐蚀率为（0.40±0.04）mm／年,但螺帽比螺杆腐蚀快,接骨板的腐蚀率为（0.55±0.02）mm／年。结论镁合金可作为一种理想的新型内固定材料应用,且对成骨无不良影响,并可促进骨增殖。     

新型可降解肠道吻合支架的建模仿真与实验研究

目的 设计一款新型可降解肠道吻合支架,探究肠道组织在加压吻合时施压距离与吻合口生物力学性能之间的关系,为肠道组织的加压吻合提供新思路与方法。方法 设计一款用于肠道组织的加压吻合支架,建立肠道组织加压吻合的有限元模型,并探究支架施压面距离（2、1.6、1.2、0.8 mm）与组织应力之间的关系;通过撕脱力与爆破压测试,分析肠道组织在不同施压距离下的吻合效果。结果 当施压距离为1.2 mm时,肠道吻合口的生物力学性能最佳,其最大抗拉强度达到0.77 MPa;组织的撕脱力和爆破压分别为(25.80±1.82) N和(12.30±0.26) kPa;当组织被压缩至原有厚度的60%时,肠道吻合效果最好。结论 本文设计的可降解肠道支架可成功实现对肠道组织的加压吻合,为新型可降解加压吻合器械的开发和应用提供理论参考。     

镁及镁合金植入体在骨科临床中的应用分析

目的：探讨并分析镁及镁合金植入体在骨科临床中的应用。方法回顾性分析关于镁及镁合金在医学领域及骨科临床中的应用情况,并对结果进行参考和总结。结果镁合金具有良好的生物相容性及可降解性和生物安全性等优点,并且其资源丰富,可在生理电解质环境中通过腐蚀而发生降解的特性,展示了其在骨科领域巨大的潜在应用前景,在骨科临床中的应用效果显著。结论镁及镁合金是未来生物医用植入材料重要的发展方向之一,值得临床推广应用。     

细胞培养法评价镁合金能化型共聚酯涂层的生物相容性

背景：与聚乳酸、聚羟基乙酸和乳酸-羟基乙酸共聚物等生物材料相比,3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯结构多元化,具有更好的生物相容性能、生物可降解性和热加工性能。目的：采用细胞培养法评估含不同质量浓度阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯涂层的生物相容性。方法：室温下使用乙酸乙酯配制含0（对照组）,50,100,130,150g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯,观察成膜外观。通过MTT吸光度检测、荧光显微镜观察以及扫描电镜观察方法对比评估骨髓间充质干细胞在其表面的生长状态。结果与结论：含50g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯成膜后外观均匀半透明,未见白色结晶析出物,含100,130,150g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯在成膜后均出现点状白色结晶物。MTT吸光度检测表明含50,100g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯均能较好地促进骨髓间充质干细胞生长;荧光显微镜及扫描电镜观察均见骨髓间充质干细胞能够在含50,100g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯表面黏附生长。说明含50g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯最适合作为镁合金的涂层材料。     

生物可降解镁合金植入材料的医用特征

背景:镁及镁合金作为新型医用植入材料是近年来生物可降解材料的一个研究热点,其中合金化、生物相容性、表面改性涂层研究都有了很大进展.目的:对国内外镁及镁合金医用植入材料的研究现状及新进展作一综述.方法:应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1998-01/2010-10关于镁及镁合金的文章,在标题和摘要中以"金属基生物材料; 医用植入材料;镁合金;生物可降解;骨;生物相容性"或"metal matrix biomaterials;medical implant materials; magnesium alloy; biodegradable; bone; biocompatibility "为检索词进行检索.选择关于镁及镁合金的41篇文献进行综述.结果与结论:镁及镁合金作为新型医用植入材料,具有优异的力学性能和可降解性,正吸引着越来越多研究者的关注.但是由于镁及镁合金较差的耐蚀性能影响到临床上的应用.为了提高镁及镁合金耐蚀性能,研究者们对镁及镁合金进行了表面处理并取得重要进展,镁及镁合金必定会在医用金属植入材料领域得到广泛的应用.     

人骨髓间充质干细胞检测表面氟化处理镁合金材料的细胞相容性

背景:表面氟化处理的AZ31B镁合金是中科院金属研究所新研制的镁合金,是否具有良好的生物相容性尚不确切。目的:以人骨髓间充质干细胞作为检测细胞,评价表面氟处理的镁合金材料的细胞相容性。方法:人骨髓间充质干细胞培养并予以鉴定,将镁合金AZ31B作为对照组,氟处理的镁合金AZ31B材料为实验组。以人骨髓间充质干细胞作为检测细胞,取两组材料浸提液进行体外细胞相容性实验,评价氟处理的镁合金AZ31B材料的生物相容性。结果与结论:与未经氟处理镁合金AZ31B材料相比,经氟处理镁合金AZ31B材料能显著提高细胞存活率,细胞毒性分级1级,对细胞生长基本无毒性作用。结果表明,经氟处理镁合金AZ31B材料生物相容性优于未经氟处理镁合金AZ31B材料。