可降解镁合金作为骨植入材料的体内研究进展

目的综述可降解镁合金作为骨植入材料的体内研究进展。方法查阅近年有关可降解镁合金在骨科领域体内研究的相关文献,并进行总结。结果镁合金能通过化学腐蚀在体内缓慢降解,极具潜力成为骨植入材料。近年在镁合金生物相容性、降解速度、植入材料-骨组织界面强度等方面的研究取得了较大进展,但镁合金的体内降解机制、对生物体的作用尤其是远期影响还缺乏系统研究,镁合金的体内降解速度亦未得到有效控制。结论可降解镁合金作为骨植入材料具有巨大潜力,但在应用于临床前仍需进行深入、系统的体内研究。     

新配方生物可降解镁锌合金的研究进展

镁合金作为人体组织可降解材料具有优良的物理特性,已经成为材料科学、生物医学等领域的研究热点,其在骨植入物、心血管支架等领域得到了广泛研究。但目前植入物多为商用镁合金,生物降解性能、生物相容性不够理想,给植入生物材料的安全性带来很大隐患。本文回顾一系列体内体外实验,就新型镁锌合金——Mg-6Zn的生物降解和生物相容性研究进展进行总结,认为Mg-6Zn合金生物降解行为基本符合要求,生物相容性良好,具有广阔应用前景。     

超细晶生物镁合金的制备及其耐腐蚀性能

与目前临床上普遍采用的不可降解金属骨植入材料相比,可降解生物镁合金具有比刚度、比强度高,密度、杨氏模量与人骨相近等特点,能有效降低应力遮挡效应,具有良好的可降解特性、生物相容性、生物活性及生物安全性,目前受到业界广泛关注[1],被认为是医学介入领域极具发展潜力的新型可降解医用金属材料,在治疗骨折和骨缺损方面具有潜在的优势。但作为骨植入材料,生物镁合金也逐渐显现出一系列问题（如力学性能不足、体内降解速率过快、腐蚀降解不均匀等）,无法满足植入后的骨支撑、骨诱导等服役性能要求。为此,研究者添加微量的合金元素,实现合金化以提高铸态镁合金的强度,但此类镁合金晶粒粗大、第二相偏析,存在较多组织缺陷,使得合金强度较低、塑性较差,无法满足其在医用材料领域的加工性能和使用性能,因此必须通过特种加工新技术来达到细化晶粒,改善第二相形态和分布,控制镁合金组织、力学性能和腐蚀均匀性的目的[2-3]。目前生物镁合金研究主要集中在生物镁合金及加工方法的开发、镁及镁合金的降解行为、镁合金器件的研发及表面改性等3个方面,其应用主要包括骨科修复植入体、心血管支架和组织工程支架。     

羟基磷灰石涂层镁合金材料体内降解及生物相容性研究

目的 在家兔股骨髁上植入带羟基磷灰石(HAP)涂层的镁合金材料,观察该材料在家兔体内的降解、骨传导作用、骨诱导作用及其生物相容性.方法 将33只家兔分为3组,分别为对照组、无涂层材料组和带涂层材料组,于术后不同时期通过血清学测试观察家兔体内血清镁浓度的变化,观察材料在体内不良反应情况;通过放射学观察材料植入后的降解和新骨生长;通过组织病理学观察植入此材料后,周围组织和骨骼的变化,观察其降解的时间、过程等;通过不同降解速率的材料植入后的生物学观察,揭示该材料在体内的降解途径、代谢方式以及降解产物在体内的滞留情况,从而获得与骨组织正常生长相适配的降解速率,并评价该材料的生物相容性.结果 该材料植入后无血清镁含量的增高,材料降解产生的镁离子能够正常代谢,与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05),具备较好的生物相容性.放射学检查示HAP涂层镁合金材料在体内的降解速度缓慢,材料周围有新骨生成.未表面改性的材料在体内降解速度快,材料周围骨组织紊乱,可能有炎症反应发生.通过组织病理学观察,HAP涂层的试样周围有肉芽组织和新生骨小梁生成,未发现严重的肉芽肿胀和炎症反应;而无涂层的试样周围也有肉芽组织和骨小梁生成,但有较明显的肉芽肿胀和淋巴细胞反应.结论 HAP涂层镁合金材料不会造成血清中镁含量增高,可有效控制镁合金植入初期的降解速率,且具备良好的骨传导和骨诱导作用,加速骨组织的愈合.     

可降解镁合金腐蚀及生物相容性

镁合金有良好的生物相容性和可降解性,有潜力成为骨科临时性植入材料,为创伤或病变组织愈合期间提供暂时的机械支持.新型可降解镁合金生物材料已引起高度关注.该文就镬合金腐蚀、腐蚀影响因素及生物相容性等作一综述.     

骨科可降解镁合金生物材料的研究进展

多项动物体内实验及临床研究结果表明镁合金在生物体内具有良好的骨诱导性、自发降解性及较高的生物安全性,但同时也存在降解速度过快、产生气体的问题。镁合金是骨科可降解材料的研究热点,作为新型内植物材料,可以在体内自发降解,具有较高的生物安全性;其密度和弹性模量与人体骨非常接近,在骨折及骨缺损修复治疗方面有很好的应用前景。随着材料制造技术的发展,通过镁的合金化技术控制镁合金在体内降解速度,在一定程度上解决了镁在生物体内降解过快的难题。本文将从镁的合金化以及目前存在的主要问题进行综述。     

牛去细胞骨基质的生物相容性研究

目的 研究新型骨修复材料牛去细胞基质骨的生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据.方法 对牛去细胞骨基质进行急性毒性实验、热源实验、溶血实验、兔肌肉内种植实验和兔桡骨骨缺损修复实验研究.结果 牛去细胞骨基质无毒性、无热源性、不引起溶血反应,植入兔肌肉后逐渐发生生物降解并被纤维组织取代,兔骨缺损区植入后可被骨组织取代.结论 牛去细胞骨基质具有良好的生物相容性,是理想的骨支架材料.     

镁及镁合金材料作为骨科内植物研究进展

目的对镁及镁合金材料作为骨科内植物的研究进展进行综述。方法广泛查阅国内外有关镁及镁合金材料在骨科领域中研究和应用的文献,对其进行总结分析。结果目前骨科临床常用的内植物材料有钛合金、不锈钢、铬合金等,这些内植物材料存在组织相容性较差、生物力学特性与骨组织不匹配、需要二次手术取出等缺点。镁及镁合金材料与传统内植物相比,具有更接近于骨组织的力学特性,并且在生物体内可降解吸收,无需二次手术取出。虽然镁及镁合金材料具有其自身优越性,但仍存在降解过快等问题。目前医用镁及镁合金材料的研究开发热点是提高其耐腐蚀性、控制降解速率。结论镁及镁合金作为骨科内植物材料具有巨大应用前景,通过进一步系统及深入的研究,有望成为新一代生物可吸收内植物材料。     

可降解镁合金内固定材料研究进展

骨科内固定常用材料不锈钢和钛合金临床应用存在易产生应力遮挡效应、需要二次手术取出等缺点.镁作为人体不可缺少的重要营养元素,密度与人骨密质骨密度相当,合金呈高比强度和比钢度,弹性模量与人更为接近,在20世纪中期已用于临床固定骨折.体外研究发现镁合金促进成骨细胞生长和发育,具有良好的细胞相容性;体内研究显示促进成骨、可降解性和良好的生物力学性能,但也存在降解过快和产生气体等缺点.该文就镁合金内固定材料近年来的基础研究和临床应用进展作一综述.     

可降解镁基材料成骨作用研究进展

作为一种机械性能与天然骨相似、可降解且生物相容性较好的轻金属材料,镁基材料逐渐成为医用材料的研究热点。大量研究显示,各类镁基材料在体内外均有良好的成骨作用。镁加入到硫酸钙、磷酸钙、聚己酸内酯等传统骨填充材料后在体内外表现出良好的成骨效应。在镁基材料成骨作用研究中,高纯镁、各种镁合金以及不同镁表面涂层等依然是研究热点,提纯、改善合金成分和表面改性等处理方法可提升镁基材料的力学性能和生物相容性,特别是其成骨作用得到加强。该文就近年来镁基材料在应用形式、材料改性和成骨机制等方面的研究进展作一综述。     

镁及其合金在医学领域的应用进展

随着社会、科技与医学的发展,生物材料的研究和开发得到了学术界的广泛关注。在金属内植入生物材料领域,镁及其合金具有优良和独特的物理、化学和力学特点,其比强度和比刚度在金属材料中最好,杨氏弹性模量更接近人骨,能有效降低应力遮挡效应,同时又具有良好的生物相容性,而且可以在生物体内自动进行降解,不需二次手术取出。镁及其合金具有很多优于其他金属内植入生物材料的性能,在金属内植入生物材料领域有着巨大的潜力和广阔的应用前景。本文主要回顾镁及镁合金作为金属内植入生物材料的发展历程,对镁及其合金作为金属内植入生物材料的可行性及其优良性能进行了分析,探讨其存在的问题及改进方法,为镁及其合金在医用生物材料领域的应用提供理论依据。     

猕猴组织工程化骨异体植入修复骨缺损T淋巴细胞亚群的检测

目的　通过对T淋巴细胞亚群的检测 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞来源的组织工程化骨植入猕猴体内修复长段骨缺损的可行性。方法　用骨髓基质干细胞 (MSCs)经诱导分化为成骨样细胞后与生物衍生骨材料复合培养 ,体外构建组织工程化骨 ,植入 15只异体猕猴体内桥接桡骨 2 .5cm节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6、12周抽取静脉血和作双侧局部组织取材 ,样本应用流式细胞术检测T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率。结果　术后第 1、2、3、6、12周实验组和对照组T淋巴细胞亚群CD3 /CD4 /CD45 、CD3 /CD8 /CD45 和CD2 8 阳性率两者差异均无显著性 (P >0 .0 5 )。结论　生物衍生骨材料和猕猴MSCs复合构建组织工程化骨植入异体猕猴体内其术后 12周内免疫反应水平低 ,可用以修复猕猴节段骨缺损。     

复合型完全脱蛋白骨复合成骨细胞体内成骨的研究

目的　探讨复合型完全脱蛋白骨 (CFDB)作为成骨细胞支架材料体内植入的成骨作用。方法　将CFDB与人胚骨膜成骨细胞体外复合培养 1周后植入裸鼠体内 ,于术后 4周及 8周取出材料行ALP活性及常规组织学检查 ,了解其成骨作用。结果　CFDB复合成骨细胞体内植入 8周时ALP活性比 4周时强 ,并比单纯植入的材料强得多 ;实验侧 4周见有软骨形成 ,8周时有编织骨形成 ,并见有髓腔 ,且软骨或新骨形成增多 ,而对照侧未见软骨或骨形成。结论　CFDB复合成骨细胞体内植入后能形成软骨或骨 ,并随植入时间的延长 ,软骨或新骨形成增多 ;CFDB可用于成骨细胞的支架材料     

镁合金体内植入生物安全性的初步研究

[目的]采用体外检测与体内植入两种方法，分别检验镁合金的生物安全性。以此初步探讨镁合金作为一种新型的骨科内置物材料的可行性。[方法]取国际通用标准的L929小鼠成纤维细胞作为检验细胞。在体外培养扩增至5代后，应用镁合金浸提液作为培养液，行体外培养扩增，在光学倒置显微镜下观察细胞的形态和增殖情况。另外，应用MTT法检测细胞毒性。实验分为3组，即镁合金浸提液实验组和阳性阴性对照组，在培养1、3、5、7d后分别测量吸光度值，SPSS软件分析各组问吸光度值差异，间接判断细胞增殖情况。并计算细胞相对增殖率（RGR），评定各组毒性级别。体内植入实验则将镁合金棒横向植入大鼠左股骨干内，分别在术后5、9、18周时进行血生化指标检测，并于18周时处死大鼠，取肝、肾行病理分析，观察肝、肾病理形态改变。[结果]L929小鼠成纤维细胞正常，增殖活跃。MTT法经分析比较，实验组与阴性对照组的吸光度值无明显差异（P〉0．05），而与阳性对照组有显著差异（P〈0．05）。这说明镁合金浸提液对细胞生长无不良影响，同时RGR结果显示镁合金细胞毒性评级为0级，无细胞毒性作用。动物体内实验显示，大鼠植入镁合金后各时间段的生化指标未见明显波动，肝、肾病理分析未见明显异常。[结论]镁合金对L929小鼠成纤维细胞有良好的生物相容性，对植入的动物也未见不良的影响，具有良好的生物安全性。因此可以初步认为镁合金作为一种新型的，有潜力的骨科内置物材料是可行的。     

复合型完全脱蛋白骨复合成骨细胞体内成骨的研究

目的：探讨复合型完全脱蛋白骨（CFDB）作为成骨细胞支架材料体内植入的成骨作用。方法：将CFDB与人胚骨膜成骨细胞体外复合培养1周后植入裸鼠体内,于术后4周及8周取出材料行ALP活性及常规组织学检查,了解其成骨作用。结果：CFDB复合成骨细胞体内植入8周时ALP活性比4周时强,并比单纯植入的材料强得多;实验侧4周见有软骨形成,8周时有编织骨形成,并见有髓腔,且软骨或新骨形成增多,而对照侧未见软骨或骨形成。结论：CFDB复合成骨细胞体内植入后能形成软骨或骨,并随植入时间的延长,软骨或新形成增多;CFDB可用于成骨细胞的支架材料。     

去抗原异种松质骨材料的生物相容性研究

目的研究去抗原异种松质骨支架材料的生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据。方法对去抗原异种松质骨支架材料进行急性毒性实验、热源实验、溶血实验、凝血实验、兔肌肉内种植实验和兔桡骨骨缺损修复实验研究。结果去抗原异种松质骨支架材料无毒性、无热源性、不引起溶血和凝血反应,植入兔肌肉后逐渐发生生物降解并被纤维组织取代,兔骨缺损区植入后可被骨组织取代。结论去抗原异种松质骨支架材料具有良好的生物相容性,是理想的骨支架材料。     

猕猴组织工程骨异体植入后白细胞介素2及其受体的表达

目的　检测猕猴组织工程骨异体植入桥接节段骨缺损后体内白细胞介素 2 (interleukin 2 ,IL - 2 )及白细胞介素 2受体 (interleukin 2 receptor,IL - 2 R)的表达 ,从免疫学方面探讨同种异体细胞作为种子细胞构建组织工程骨的可行性。　方法　用猕猴骨髓基质干细胞 (marrow stromal stem cells,MSCs)体外诱导分化为成骨细胞 ,与人源生物衍生骨材料复合培养 ,构建组织工程骨 ,植入 15只免疫功能健全的异体猕猴体内桥接桡骨节段骨缺损作为实验组 ;用单纯生物衍生骨材料桥接对侧同样大小骨缺损作为对照组 ;分别于术后 1、2、3、6和 12周抽取静脉血 ,并行双侧局部组织取材 ,组织块作低温匀浆 ,用双抗体夹心 IL ISA法检测 IL - 2及 IL - 2 R的表达。　结果　实验组和对照组术后各时间点IL - 2及 IL - 2 R水平无统计学差异 (P>0 .0 5 ) ,IL - 2及 IL - 2 R水平在术后第 2周开始增高 ,第 2～ 6周维持高水平 ,6周后随时间的延长而下降。　结论　猕猴 MSCs和生物衍生骨材料复合构建组织工程骨 ,植入异体猕猴体内引发微弱的免疫反应 ,同种异体 MSCs可选择作为构建骨组织工程的种子细胞。     

胶原蛋白-硫酸肝素生物支架生物相容性研究

目的 观察胶原蛋白-硫酸肝素生物支架的生物相容性,为其应用提供生物学依据.方法 以冷冻干燥法制备胶原蛋白-硫酸肝素生物支架,将支架埋植入大鼠体内,观察大鼠炎症、肝肾功能、免疫反应及支架体内降解情况.结果 实验组大鼠血清WBC、CRP、肝肾功能、体液免疫反应与对照组比较,差异无统计学意义;伤口愈合良好;支架在大鼠体内有所吸收.结论 胶原蛋白-硫酸肝素生物支架具有良好的生物相容性,可作为神经组织工程支架材料.     

珍珠层/聚乳酸人工骨的生物相容性研究

目的：研究珍珠层／聚乳酸人工骨在体内外的生物相容性。方法：将珍珠层／聚乳酸人工骨在体外与兔成骨细胞复合培养作实验组，以脱钙骨／聚乳酸人工骨作对照，行MTT法、组织学和扫描电镜检测，观察成骨细胞在材料表面的粘附、生长和增殖情况；将同种异体成骨细胞—珍珠层／聚乳酸人工骨复合植入体内，观察机体对细胞与材料的排斥反应。结果：肌法显示随培养时间的延长，细胞在材料表面不断增殖；组织学及电镜显示，在体外细胞于材料表面及孔隙中附着、生长良好，存在接触抑制现象；细胞与材料复合植入体内，珍珠层／聚乳酸组的炎性反应明显比对照组轻。结论：珍珠层／聚乳酸人工骨在体内外有良好的生物相容性。     

微弧氧化ZK60镁合金生物安全性和降解性的体内实验研究

目的:研究经微弧氧化处理的ZK60镁合金(MAO-ZK60)植入动物体内后的组织毒性和降解性来探讨其作为骨科植入材料的可能。方法:将18只SD大鼠随机均分为3组(A、B、C组):A组为实验组,在大鼠股骨髁内植入经微弧氧化处理的ZK60镁合金(MAO-ZK60)棒;B组植入表面未经处理的ZK60镁合金(ZK60)棒;C组植入医用高分子左旋聚乳酸(PLLA)棒,B、C组分别为对照组。观察并比较不同组之间的血生化指标的动态变化。12周后处死实验动物后取材,病理切片观察肝、肾组织形态变化,判断有无肝肾毒性。micro-CT检查观察镁合金在大鼠体内降解情况及植入体-骨组织界面,并用GEHC Micro View软件计算镁合金植入体体积的变化。结果:各组随时间变化生化指标无显著变化,差异无统计学意义。各组肝、肾组织病理组织切片均未见异常。micro-CT显示A组4周时骨-植入体界面有空隙开始形成,8周时空隙开始逐渐减小,至12周时空隙继续减小并且植入物与骨质结合较好。A组的体积随时间的改变小于B组(P<0.05)。结论:经微弧氧化处理的ZK60镁合金在动物体内表现出良好的完全性,其耐腐蚀性较未经处理的ZK60镁合金有所提高。