多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的生物相容性研究

目的探讨一种新型的代骨材料--多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的组织相容性.方法合成碳酸化羟基磷灰石骨水泥,添加成孔剂,制备能原位固化形成多孔结构的碳酸化羟基磷灰石代骨材料,并通过细胞毒性实验和肌内埋植实验检测其组织相容性.结果多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的浸提液对骨髓基质细胞的生长无影响.细胞于材料表面的生长速度、形态与空白对照组无差别.肌内植入实验发现,材料周围纤维组织包膜的最大厚度为22.5μm,未发现炎性细胞反应.结论多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥具有良好的组织相容性,材料测试结果符合和标准.     

粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥固化时间和压缩强度的影响

目的　检测不同粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥 (carbonatedhydroxyapatitecement,CHC)的固化时间和压缩强度的影响 ,为其修复骨缺损提供理论基础。方法　采用研磨和超细粉体技术制备 4 0 0目、6 0 0目和超细粉体粒径的CHC干粉 ,检测不同粉体粒径对CHC固化时间和压缩强度变化。结果　超细CHC干粉平均粒径为3.10 9μm ,比表面积为 2 .2 88m2 /cm3 ,在 37℃、10 0 %湿度条件下CHC固化时间随粉体粒径减小而缩短 ,而固化后压缩强度随粉体粒径缩小而升高 ,超细粉体CHC初凝时间 3min ,终凝时间 8min ,最终固化后压缩强度 (5 1.0 4 2± 3.72 8)MPa。结论　超细CHC具有原位固化性能 ,固化时间合理 ,压缩强度高 ,比较符合临床使用的要求     

碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的实验研究

目的通过动物实验观察一种新型的骨修复材料———碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的效果。方法在10只杂种犬肱骨近端制作骨缺损动物模型,采用碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损,并以高温烧结羟基磷灰石陶瓷作为对照,分别于术后5天、4周、8周、12周和16周处死动物,通过X线和组织学观察其修复效果。结果碳酸化羟基磷灰石水泥完全充填骨缺损,界面与骨结合紧密,生物相容性良好,并且随着植入时间的延长可逐渐降解并被新生骨爬行替代,与骨整合为一体。而羟基磷灰石陶瓷不能紧密充填骨缺损,在实验期间与骨界面清晰,并且没有见到降解现象。结论碳酸化羟基磷灰石水泥具有原位固化性能,是一种较为理想的新型骨缺损修复材料。     

可注射性多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的实验研究

目的研制一种可注射,并能原位固化形成多孔结构的骨替代材料。方法在多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥(porous carbonated hydroxyapatite cem en t,PCHC)固化液中,添加0.35%磷酸化壳聚糖(P-ch itosan,PC),制备注射性PCHC(in jectab le PCHC,IPCHC),并行pH值、固化时间、抗压强度、X线衍射(X-ray d ifferaetion,XRD)分析,傅立叶变换红外线(fourier transform in frared,FT IR)分析及钙磷比等理化性能检测;对IPCHC固化产物行孔隙率、孔连通性、孔形态观察及扫描电镜观察;行IPCHC注射性和抗稀散性检测。结果在固化液中添加0.35%PC,可成功制备IPCHC。系列检测表明,IPCHC固化产物与人骨矿物相相同;IPCHC的孔隙率为37.2%,103~384μm间的孔隙分布占所有孔隙的56.11%,267μm的孔径分布高,孔之间互相贯通,与人骨组织生长的最适空间100~400μm相符合;固化时间为12~16 m in,能满足临床应用;抗压强度为4.3±2.6 M Pa,与松质骨强度相当;钙磷比为1.64,与人骨钙磷比类似;晶格相中含有5.6%碳酸根,与人骨碳羟基磷灰石晶体结构中4%~6%的碳酸根含量相吻合。IPCHC的注射系数为95.13%±1.11%,显著高于PCHC注射系数68.78%±2.19%;其抗稀散性好,注入蒸馏水24 h无溃散现象。结论固化液中添加0.35%PC,大幅度提高了注射性能,并获得优良的抗稀散效果。制备的IPCHC是微创手术较为理想的内置入代骨材料,尤其适合出血部位的骨缺损修复。     

多孔结构对碳酸化羟基磷灰石骨水泥溶解度的影响

目的探讨碳酸化羟基磷灰石骨水泥中多孔结构存在的意义及其对溶解性能的影响.方法合成能原位固化形成多孔结构的碳酸化羟基磷灰石骨水泥,并通过扫描电镜和模拟体液浸泡实验,观察其孔隙结构和失重率变化.结果多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥固化后的孔隙率为42%,平均孔径为153μm,孔之间以90μm左右的连通孔互相贯通,孔隙结构与松质骨相似.碳酸化羟基磷灰石的多孔结构增加了其比表面积,利于体液循环.经模拟体液浸泡后,其失重率的改变比普通型碳酸化羟基磷灰石骨水泥明显增加,二者差异显著.结论碳酸化羟基磷灰石骨水泥内部的多孔结构能促进其体外溶解.     

抗稀散性碳酸化羟基磷灰石骨水泥的研究

目的研制一种适合出血部位植骨的碳酸化羟基磷灰石骨水泥代骨材料.方法合成碳酸化羟基磷灰石骨水泥,在固化液中按重量比添加水溶性磷酸化壳聚糖,通过固化时间、抗压强度、残余百分比、X线衍射分析、傅里叶变换红外线分析等检测方法筛选合适的配方.结果添加壳聚糖对碳酸化羟基磷灰石骨水泥的固化时间影响不大,平均固化时间为11～15min,符合临床操作要求.但是对抗压强度影响较大,由39MPa降到31MPa.壳聚糖的添加量为0.4%(质量分数)时,抗稀散达到100%.大于0.5%时,骨水泥的操作性能明显下降.添加量为1.5%时,部分标本发现少量的磷酸八钙形成,羟基磷灰石的转化受到了影响.傅里叶变换红外线分析证明,其固化产物的晶格相中含有5.6%碳酸根成分.结论磷酸化壳聚糖能明显增加碳酸化羟基磷灰石骨水泥的黏度系数,增强钙离子的熬合作用,有效抑制血液渗入材料内部,保证骨水泥的固化反应顺利进行.当壳聚糖的添加量为0.4%时,材料表现出良好的操作性能,抗稀散性达到100%,适合出血部位的骨缺损修复.     

羟基磷灰石骨水泥中碳酸根存在的意义及其对溶解度的影响

目的探讨羟基磷灰石骨水泥中碳酸根存在的意义及其对溶解度产生的影响。方法制备碳酸化羟基磷灰石骨水泥，定量分析其固化产物晶体中的碳酸根结构。以磷酸钙骨水泥为对照组，分别预制直径为8mm、高为12mm的圆柱体试样。经模拟体液浸泡后，定期观察、测量每一试样的失重率，对照分析其体外溶解性的差别。结果碳酸化羟基磷灰石骨水泥固化产物的晶体中含有质量浓度5．6％的碳酸根，与自然骨的矿物成分更接近。随着时间的改变，材料在模拟体液中逐渐由白色转为微黄色，棱角逐渐变钝。体视显微镜下观察发现材料表面出现点、坑、片状溶蚀，碳酸化羟基磷灰石骨水泥较磷酸钙骨水泥更明显。失重率的检测表明，酸化羟基磷灰石骨水泥的失重率改变明显高于磷酸钙骨水泥。结论羟基磷灰石骨水泥中碳酸根的存在可增加其溶解度，加快降解速度。