羟基磷灰石／40％氧化锆与骨组织相容性和生物活性的体内研究

目的探讨羟基磷灰石／40％氧化锆（HA／40％ZrO2）骨植入后组织相容性和生物活性。方法30只家兔右侧股骨大转子植入HA／40％ZrO2,左侧植入HA为对照组,于术后1、2、4周处死动物通过光镜和手术前后1周白细胞计数（WBC）观察局部及全身炎症反应和骨／植入物界面情况。于术后4、8、16周时处死动物,通过光镜和扫描电镜分析,观察局部炎症反应及骨／植入物界面结合进行研究。结果①1、2、4周后植入物局部及全身均有轻微炎症反应,空隙随时间延长而逐渐减小,术后WBC较术前升高,有显著差异;于8、16周时局部及全身无明显炎症反应,骨与植入物结合紧密且无明显空隙,两组间无显著差异。②光镜下见1、2周少量炎症细胞浸润,4、8、16周无明显炎症细胞浸润;4周两组植入物与宿主骨间见骨缺损区,内充满新生类骨质;8周两种植入物与新生骨组织整合,新生骨组织成熟度升高。③扫描电镜下见新生骨成熟度随植入时间而升高。结论HA／40％ZrO2有良好的组织相容性和生物活性,具有广阔的临床应用前景。     

纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料刀片切割伤口的愈合

背景:羟基磷灰石是一种理想的骨和牙齿的外科医用材料,但其强度低且具有一定的脆性;羟基磷灰石和二氧化锆(3%mol氧化钇稳定的立方相二氧化锆)作为骨替代材料,二者复合后制备生物陶瓷材料对伤口愈合的影响值得研究。目的:观察纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷刀片材料切割伤口后对其愈合的影响。设计:单一样本观察。单位:哈尔滨医科大学附属第二医院骨二科,哈尔滨工业大学。材料:实验于2006-03/05在哈尔滨医科大学附属第二医院实验动物研究室完成,选用54只4月龄SD大鼠,雌雄不限,体质量120～180g。实验所使用的纳米羟基磷灰石粉体为自行制备,Ca(NO3)2·4H2O(天津市博迪化工有限公司),(NH4)2HPO4(天津市石英钟厂霸州化工分厂),氨水(绥化市化学试剂厂),无水乙醇(天津化学试剂厂)。方法:将纳米羟基磷灰石和二氧化锆粉体经充分研磨后得到纳米羟基磷灰石/二氧化锆复合粉体,以质量比按40%羟基磷灰石 60%二氧化锆比例配制,采用热压烧结技术磨削制成具有一定刃形形状的外形,进行伤口切割实验,即用高压灭菌后的生物陶瓷刃部纵行切开大鼠背部皮肤与皮下组织,切口长为2cm,再用1#丝线缝合切口。分别在术后第3,7,14天将动物断颈处死,每次取18只,切取切口处皮肤与皮下、肌肉组织进行大体观察,同时进行切片、苏木精-伊红染色,光学显微镜观察伤口愈合情况。主要观察指标:大鼠背部伤口大体及组织学观察结果。结果:纳入大鼠54只,均进入结果分析,无脱失值。术后3d,大鼠背部伤口边缘可见到表皮撕裂的微细碎屑,切口未愈合,切口边缘有明显的炎性细胞浸润。术后7d,切口边缘仍可见到表皮撕裂的微细碎屑,但已经开始出现修复反应,碎屑减少,切口变平整,开始愈合,切口皮下组织内有明显的炎性细胞浸润。在高倍光学显微镜下观察,创缘开始愈合,可见到新生的胶原纤维充填于切口间,但胶原纤维较疏松,皮下组织内有大量的浸润的白细胞,为组织修复反应相。术后14d,伤口创缘间被致密的胶原纤维充填,皮下组织内的白细胞浸润明显减轻,新生的毛细血管内可见到正常的血细胞,切口间新形成的胶原纤维致密坚强,为正常创伤修复与和组织。结论:纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料具有无毒、无过敏等特点,具有良好的生物活性。     

骨替代材料纳米生物陶瓷粉体的制备技术

目的:纳米材料由于其尺寸效应,可以改善材料的力学性能,实验在对纳米生物陶瓷粉体制备技术研究基础上,探索活性和惰性骨替代纳米生物陶瓷粉体的制备方法,为纳米生物材料的临床应用奠定基础。方法:分别采用化学反应法和醇-水溶液加热法制备纳米羟基磷灰石和纳米Al2O3-ZrO2复合粉体,同时结合X射线衍射、透射电镜等分析测试手段对获得的纳米粉体进行了成分和微观形态分析。结果:①在制备羟基磷灰石粉体的溶液pH值在10.5￣11.0范围内,可制得粒度为30￣80nm的纳米羟基磷灰石粉体。②在制备Al2O3-ZrO2复合粉体的反应物浓度为0.05￣0.15mol/L范围内,可制得纳米粒度为10￣20nm的Al2O3-ZrO2复合粉体。结论:采用化学反应法和醇-水溶液加热法可以制备出活性和惰性纳米生物陶瓷粉体,用作骨替代材料,满足临床医用的需要。     

纳米生物陶瓷材料面对骨科应用中强度和韧性的挑战

目的:总结并分析国内外纳米生物陶瓷的研究发展、方向及趋势,探讨纳米生物陶瓷材料在骨科中应用的可能性,在此基础上对纳米生物陶瓷材料在制备人工关节方面的应用前景进行展望。资料来源:应用计算机检索Medline1998-01/2006-10关于纳米生物陶瓷材料的文章。检索词“nano,bioceramic”并限定文章的语言种类为English。同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1998-01/2006-10的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“生物陶瓷”。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①关于生物陶瓷的研究、制备、应用和前景。②对生物陶瓷材料在骨科中的应用研究。排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到符合上述要求的文献61篇,排除31篇重复性研究。30篇符合纳入标准:其中16篇关于生物陶瓷材料在医学上的应用,8篇关于生物陶瓷粉体制备,6篇关于生物陶瓷应用展望。资料综合:生物陶瓷根据其在生物体内的活性包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷及可吸收生物陶瓷3类,其中羟基磷灰石作为活性生物陶瓷材料的代表,从粉体的制备工艺、生物相容性及药物载体等各方面均受到国内外学者的关注。生物陶瓷材料作为无机生物医学材料,具有良好的生物相容性、耐蚀性等优点越来越受到人们的重视。结论:由于生物陶瓷材料在强韧性方面存在局限性,大规模临床应用还面临挑战。随着纳米技术和纳米材料研究的深入,其强度、韧性、硬度以及生物相容性都有显著提高,纳米生物陶瓷材料终将为人类再塑健康人体。