壳聚糖-明胶/β-磷酸三钙复合体作为组织工程软骨支架材料的实验研究

目的了解壳聚糖(CS)-明胶(Gel)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合体支架超微结构、机械性能及生物相容性,探讨其作为组织工程软骨支架材料的可行性。方法采用二次冻干技术制备CS-Gel/β-TCP复合体支架,扫描电镜观察超微形态,材料万能测试机测定压缩强度和压缩模量;将CS-Gel/β-TCP复合体支架植入兔皮下,观察体内降解情况及生物相容性。结果混合溶液固含量、β-TCP添加量、预冻温度对复合体支架的孔隙结构具有决定性作用。β-TCP的引入能显著增强CS-Gel聚合体支架的机械性,随着β-TCP添加量的增多,复合体支架的压缩强度、模量都有较大程度提高;随着预冻温度的降低,材料的机械性能亦随之降低。在植入早期可观察到一过性炎性反应,随着植入时间延长,支架逐渐降解,12周时基本降解吸收。结论 CS-Gel/β-TCP复合体支架具有良好的超微结构、机械性能和生物相容性,是一种较好的构建组织工程软骨的支架材料。     

新型软组织置入材料β磷酸三钙/硅橡胶的微观形貌和细胞相容性

目的 制备新型软组织置入材料β磷酸三钙/硅橡胶,并进行微观形貌观察分析和细胞相容性评价.方法 将粉末状β磷酸三钙(β-TCP-1)和颗粒状β磷酸三钙(β-TCP-2)分别与硅橡胶(silicone rubbcr,SR)基胶交联复合,经模压成型制备出2种复合材料(β-TCP-1/SR)和(β-TCP-2/SR)并进行扫描电镜微观形貌分析,直接接触法和共培养法进行细胞相容性评价,将所得数据行统计学分析.结果 β磷酸三钙立体分布于复合材料中,形成了孔隙状结构;直接接触实验中在复合材料作用下细胞的生长受到轻度影响;细胞与材料共培养后同一时间点细胞计数:多聚赖氨酸包被的玻片＞复合材料＞硅橡胶(P＜0.05),2种复合材料间差异无统计学意义(P＞0.05);复合材料上的细胞呈多角形,SR上的细胞呈梭形,数目少.结论 β磷酸三钙与硅橡胶复合后,形成了有利于与机体结合的孔隙状结构,改善了细胞相容性.     

β磷酸三钙/硅橡胶复合材料的制备和体外毒性试验

目的 制备β磷酸三钙/硅橡胶(β-TCP/SR)复合材料,进行体外毒性试验,对其生物安全性进行初步评价.方法 将粉末状β磷酸三钙(β-TCP-1)和颗粒状β磷酸三钙(β-TCP-2)分别与硅橡胶基胶混合,模压成型制备出两种复合材料β-TCP-1/SR和β-TCP-2/SR,对复合材料进行大体形貌观察,参照ISO和国家标准对两种复合材料进行溶血试验、细胞毒性试验,对所得数据进行统计学分析.结果 共混法成功制备出复合材料,陶瓷材料分布于复合材料中;溶血率β-TCP-1/SRβ-TCP-2/SR＜SR＜5%;细胞毒性试验,各材料毒性评级均＜2级,无明显细胞毒性.结论 共混制备钙磷陶瓷/硅橡胶复合材料的方法可行,体外毒性试验证明材料安全无毒.     

BMP-2复合颗粒状β-磷酸三钙在齿槽裂骨缺损修复中的应用研究

目的:评价骨形态蛋白-2(BMP-2)复合β-磷酸三钙(β-TCP)在齿槽裂修复中的应用价值.方法:本组包括12例齿槽裂患者,齿槽裂的修复首先运用局部黏骨膜瓣形成袋状受植囊,同时关闭鼻、唇、腭间的软组织裂隙,恢复解剖形态;去除裂隙两侧上颌突的部分骨皮质;根据裂隙大小、形状及与健侧的对称性,植入BMP-2/β-TCP.结果:手术切口一期愈合,无植入物排出,外形恢复理想,局部饱满.术后3个月x线片可见局部骨性愈合,术后1年x线片可见植入人工骨部分被自体骨取代.结论:BMP-2复合β-磷酸三钙修复齿槽裂,具有恢复形态准确;修复创伤小的优点;植入物组织相容性好,具有骨引导性,可降解,能被自体骨完全取代,且无不良反应.是一种良好的齿槽裂修复方法.     

新型多孔β磷酸三钙作为骨组织工程支架材料的实验研究

目的探讨新型多孔β磷酸三钙（β tricalcium phosphate,β-TCP）作为骨组织工程支架材料的应用效果。方法将兔骨髓间充质干细胞（marrow mesenchymal stem cells,MSCs）与β-TCP复合培养,实验组于24孔培养板中每孔加入3mm×3mm×3mm的β-TCP小块与细胞混合培养,对照组单纯接种细胞。培养后至10d内行倒置相差显微镜观察,第6天行扫描电镜观察细胞生长情况并与对照组比较;复合培养3、6、9、12d MTT法测定细胞增殖情况并与对照组比较以判断其细胞相容性。通过不同浓度（100%、50%、10%、1%、0）的β-TCP浸提液对细胞增殖的影响检验其细胞毒性。将MSCs诱导为成骨细胞,并与β-TCP复合修复兔桡骨1.5cm大段骨缺损,术后2、6、12周分别取材通过组织学、X线片和放射性核素骨扫描（emission computed tomograph,ECT）检验其成骨效果。结果MSCs细胞接种后4h可见部分细胞贴壁,12h后完全贴壁,细胞呈多角形、梭形;8～10d后汇成单层,实验组细胞生长与对照组相似。第6天倒置相差显微镜和扫描电镜观察可见细胞黏附性良好。MTT法测定示实验组与对照组各时间点吸光度（A）值比较差异无统计学意义（P〉0.05）。各时间点不同浓度β-TCP的细胞毒性均为0级。组织学、X线片和ECT均显示复合材料能够修复兔桡骨的大段骨缺损,且体内降解速率与骨的形成速率一致。结论新型多孔β-TCP具有独特的三维立体结构,优良的理化性质,是一种良好的骨组织工程支架材料。     

三种钙磷陶瓷材料复合重组人骨形成蛋白-2体内成骨的研究

目的 探讨和比较3种钙磷陶瓷材料HA、TCP、HA／TCP复合重组入骨形成蛋白。2(rhBMP—2)体内异位成骨效果，为临床应用提供依据。方法 取35只3月龄Wistar大鼠，将复合rhBMP—2的3种钙磷陶瓷材料(1：1)植于鼠背部肌袋内，未复合rhBMP-2的上述3种单纯陶瓷材料为对照组。术后2、4和8周取材，测定植入物碱性磷酸酶(ALP)活性，通过HE染色和计算机图像分析进行组织学和组织计量学观察，比较新生骨组织的形成。结果 术后2、4周复合植入物ALP活性测定从高到低依次为HA、HA／TCP、TCP，但在相同rhBMP—2剂量下，其差异无统计学意义(P＞0．05)，与相对应单纯支架材料比较有统计学意义(P＜0．05)；组织学和组织计量学检测结果显示各复合材料组均有新骨形成，成骨量随时间推移而增加，2周时以HA/rhBMP—2成骨量较多，但3组间差异无统计学意义(P＞0．05)；8周时新骨形成以双相陶瓷HA／TCP最佳，相关参数和图像分析有统计学意义(P＜0．05)，成骨量8周较2、4周多，有统计学意义(P＜0．01)；3种单纯支架材料各观察期均无骨样组织形成。结论 双相陶瓷材料HA／TCP是携带rhBMP—2的钙磷陶瓷良好支架材料。     

成骨细胞复合β-磷酸三钙异位成骨的实验研究

目的：评价成骨细胞复合多孔β-磷酸三钙支架在大鼠肌肉中的成骨效果。方法：分别在植入1、4、8周后,将成骨细胞β-磷酸三钙复合物取出行HE染色观察新骨形成情况,并应用KS4003．0软件进行新骨生成分析。结果：植入1周后所有标本都未发现骨生成;在4周后实验组新骨生成量为6．35％,对照组为1．32％：8周后实验组新骨生成晕为21．58％,对照组新骨生成量为4．78％。两组比较有显著性差异。结论：成骨细胞复合多孔β-磷酸二钙支架可以促进新骨生成。     

胶原-壳聚糖/胶原-纳米羟基磷灰石仿生支架材料的制备及其生物相容性检测

目的制备胶原-壳聚糖/胶原-纳米羟基磷灰石(collagen-chitosan/nano-hydroxyapatite-collagen-polylactic acid,Col-CS/nHAC-PLA)仿生支架材料,检测生物相容性,为其在骨软骨缺损修复中的应用奠定基础。方法以1,4二氧六环为溶剂,按8%质量浓度加入PLA和等量nHAC溶解,制备nHAC-PLA;用2%醋酸溶液配制浓度为2%的CS纯溶液及1%的Col纯溶液,以质量比(M/M)20∶1混合,倒入含nHAC-PLA的模具中,冷冻干燥成形制备Col-CS/nHAC-PLA仿生支架。行急性全身毒性实验、皮内刺激实验、热源实验、溶血实验、体外细胞毒实验、骨植入实验,评价其生物相容性。结果 Col-CS/nHAC-PLA仿生支架无急性全身毒性;皮内刺激实验示原发刺激指数为0分,为极轻微刺激;热原实验示3只实验动物体温升高均<0.6℃,体温升高总和<1.3℃,符合规定标准;溶血实验示平均溶血率为1.38%,符合≤5%标准。体外细胞毒性实验示材料浸提液不影响兔BMSCs增殖,毒性分级为Ⅰ级。骨植入实验显示支架材料与周边组织相容性好。结论 Col-CS/nHAC-PLA仿生支架材料具有良好生物相容性,有望成为较理想的组织工程骨软骨支架。     

富集骨髓干细胞结合β磷酸三钙在脊柱融合的临床应用

目的探索临床应用富集骨髓干细胞技术复合可降解β磷酸三钙(β-TCP)进行脊柱后路融合的新方法。方法术前抽取患者髂前上棘骨髓血约250 m l离心富集,将富含骨髓干细胞的骨髓血复合β-TCP后回植于患者,进行腰椎后路融合29例。临床功能随访,定期X线摄片、CT检查,评定脊柱融合效果。结果富集后约获骨髓干细胞悬液(38±14)m l用于回植,富集后骨髓血中的有核细胞含量由原来的(14.72±5.33)×109/m l增至(44.63±13.89)×109/m l,其中骨髓干细胞数增加约8.25倍。富集骨髓血与多孔β-TCP颗粒复合2 h后用于脊柱融合植骨替代。初步随访6~14个月,X线、CT观察脊柱融合良好。结论应用富集骨髓干细胞结合β-TCP材料,作为植骨补充材料用于脊柱融合,可在术中一期应用,β-TCP降解后形成自体的骨融合。富集技术快速安全无副作用,提高了骨髓成骨的有效成分,有利于复合材料成骨,进行脊柱融合。     

Ca(NO3)2的滴加速度对β-磷酸三钙粉体纯度影响的研究

目的研究反应物滴加速度对β-磷酸三钙(β-TCP)粉体纯度的影响。方法将一定浓度的Ca(NO3)2溶液滴加到不断搅拌的(NH4)2HPO4溶液中,调节pH值和Ca(NO3)2的滴加速度,用XRD图谱检测其对最终粉体成分的影响,并采用乙二醇-乙醇法测定了粉体中游离CaO的含量。结果Ca(NO3)2的滴加速度对粉体的最终成分有很大的影响。当Ca(NO3)2的滴加速度为300ml/h时,得到羟基磷灰石(HA)和β-TCP的混合物;当Ca(NO3)2的滴加速度为150ml/h或200ml/h时,能得到纯的β-TCP生物陶瓷粉体。结论Ca(NO3)2的滴加速度为150ml/h～200ml/h,可以制备纯的β-TCP生物陶瓷粉末。     

新型β-磷酸三钙的制备与成骨能力的实验研究

目的采用有机泡沫浸渍法制备多孔β-磷酸三钙(β-TCP)生物陶瓷,探讨其作为骨组织工程支架材料的可能性。方法有机泡沫浸渍法制备β-TCP支架材料,接种人骨髓基质干细胞,体外成骨诱导培养。相同条件下培养的单层细胞作为对照组。采用扫描电镜和噻唑蓝比色法观察细胞在材料上的增殖能力,同时测定碱性磷酸酶活性和骨钙蛋白含量来观察细胞在材料上的成骨分化能力。将体外培养7 d的细胞材料复合物和单纯材料回植裸鼠皮下,分别于术后4、8、12周取材观察异位成骨情况。结果扫描电镜观察显示实验组细胞在材料上增殖良好,MTT结果与对照组无明尼差异,但碱性磷酸酶活性和骨钙蛋白含量均高于单层培养的细胞。细胞材料复合物在裸鼠皮下4周已经成骨,并随时间延长骨量增多。单纯材料组在各时间点均未成骨。结论有机泡沫浸渍法制备的多孔β-TCP生物陶瓷具有良好的支持成骨能力,是一种较理想的骨组织工程支架材料。     

β-磷酸三钙与α-半水硫酸钙降解研究进展

理想的无机植骨材料的生物降解速度应与新骨替代生成速度一致。充分了解无机植骨材料的降解机制有利于合成理想的无机植骨材料。β-磷酸三钙和α-半水硫酸钙是目前临床常用的两种无机植骨材料,其降解过程与其成分有关,降解速度与其材料的颗粒大小、几何形状、制作过程、孔隙率及孔隙大小、纯度、是否添加其他成分、结晶度、溶解度及局部pH值等有关,与植入生物体的种类和植入部位不同也有关。该文就β-磷酸三钙和α-半水硫酸钙的降解研究进展作一综述。     

两种不同三维结构β-TCP材料体内血管化的比较研究

[目的]研究支架内部三维结构对β-TCP材料体内血管化的影响。[方法]将2种不同三维结构的β-TCP材料(孔径400～500μm,内连接径为120μm的圆片状β-TCP材料和相同成份、重量的β-TCP材料碎颗粒,直径在100～200μm)包埋入24只成年新西兰兔的双侧腰背筋膜内,术后1、2、4、8周对材料进行组织学观察、同位素骨扫描及扫描电镜等检查,观察2种不同内部三维结构β-TCP材料的体内血管化情况。[结果]两组材料具有良好的生物相容性。术后1周,2种结构材料只有周边部分孔隙内可见幼稚的毛细血管形成。术后4周,圆片状人工骨材料内全层出现新生血管,血管数量增多,管腔变大,外周血管发育成熟,进入血管化高峰期。术后8周血管数量无明显增多,仅有管腔增大,偶见成熟的微血管结构。而颗粒状材料血管化进程缓慢,血管数较少,管腔小,结构差。4周时,仍以发育幼稚的毛细血管为主,8周时出现部分毛细血管闭塞。[结论]材料孔隙间的连通是影响材料体内血管化的关键因素,具体地说,较高的连通率可以使材料血管化更为完全,而连通径的大小可以限制新生血管管腔的大小。     

β-磷酸三钙复合骨髓间充质干细胞修复山羊骨软骨缺损的实验研究

目的将β-磷酸三钙（β-TCP）与山羊骨髓间充质干细胞（BMSCs）复合后,在生物反应器中分别向成软骨和成骨诱导,并植入骨软骨缺损处,观察软骨修复效果。方法分离、培养山羊BMSCs,在生物反应器中分别向成软骨及成骨诱导2周,植入骨软骨缺损部位。实验组分为A组：旋转力刺激＋成软骨、成骨诱导组（力学刺激组）,B组：单纯成软骨、成骨诱导组（无力学刺激组）,并设空白对照组。术后12周和24周进行大体观察、组织学染色等,并行O＇Driscoll Keeley and Salter评分。结果 A、B组均有新生软骨形成;A组软骨在12周与24周均优于B组（P〈0.05）;术后12、24周A组评分优于B组,差异有统计学意义（P〈0.05）。对照组无新生软骨形成。结论将BMSCs复合于β-TCP,可用于组织工程修复骨软骨缺损;体外培养阶段的旋转力刺激有利于改善组织工程软骨的质量。     

高孔隙连通性β-磷酸三钙细胞支架的制备

目的 改进多孔β-TCP支架的制备方法,提高支架的孔隙连通性、孔隙结构的均匀性以及支架的抗压特性.方法 利用两阶段中和反应工艺,制备β-TCP粉末原料;将粘结剂均匀涂布在致孔剂表面后与β-TCP粉末混合,添加高温液相传质介质,再次混合形成致孔剂与β-TCP粉末的均匀混合体,加压成型、煅烧制备三维多孔细胞支架;X-衍射检测原料和支架的成分,扫描电镜观察支架的孔隙结构,力学实验仪测定支架的抗压性能.结果 原料和支架化学成分均为β-TCP;支架的孔隙呈球形、分布均匀、孔隙间几乎完全连通,大孔平均孔径781.38±70.47(n=12)μm,连通孔径297.88±66.86(n=13)μm;孔隙率、吸水率和抗压强度分别为52.27±0.11(n=6)Vol%、31.82±0.13(n=6)Wt%和11.40±0.07(n=6)MPa.结论 两阶段中和反应工艺能够制备出纯的β-TCP粉末,改进的支架制备技术,可以制备出孔隙率高、强度大、孔隙大小可控、孔隙分布均匀、孔隙间几乎完全连通的β-TCP支架,具备了组织工程要求的结构特征.     

脂肪干细胞/Ⅰ型胶原凝胶/聚乳酸聚乙醇酸-β-磷酸三钙骨组织工程复合体的构建及其异位成骨研究

目的 构建基于脂肪干细胞、Ⅰ型胶原凝胶以及聚乳酸聚乙醇酸-β-磷酸三钙支架(PLGA-β-TCP)的骨组织工程复合体并对其异位成骨进行研究.方法 设计构建脂肪干细胞-Ⅰ型胶原凝胶/PLGA-β-TCP复合体(A组),同时设立单纯细胞/PLGA-β-TCP材料复合体(B组)、单纯Ⅰ型胶原凝胶/PLGA-β-TCP复合体(C组)以及单纯PLGA-β-TCP支架材料(D组)作为对照.扫描电镜、相差显微镜观察细胞材料复合情况并对脂肪干细胞增殖以及成骨分化进行分析.体外成骨诱导培养2周后移植于自体股部肌袋,8周后取出,依次行放射学、组织学定性及半定量分析.结果 (1)体外成骨诱导2周,A组细胞增殖率慢于B组(P<0.05,n=4),但其细胞总数远高于后者(P<0.01,n=4).A组碱性磷酸酶(ALPase)活性、细胞外基质矿化程度均显著高于B组(P<0.01,n=4).A组细胞悬浮于Ⅰ型胶原凝胶并均匀分布于材料孔隙中而B组细胞仅见黏附于材料表面.(2)移植8周,X线片示A组高密度钙化影形成,B、C、D组未见有阳性结果.A组材料孔隙中均匀充满新生骨组织,可观察到骨小梁样结构.B组仅在少数孔隙中有类骨组织形成,同时伴有结缔组织长入.A组新生骨面积百分比显著高于B组(P<0.01,n=4).结论 通过应用Ⅰ型胶原凝胶来实现脂肪干细胞与PLGA-β-TCP多孔支架材料的均匀复合,能够有效促进脂肪干细胞在材料孔隙中的成骨分化及均质骨组织形成.     

新型聚左旋乳酸/磷酸三钙多孔材料构建工程化骨的体外研究

由两种或两种以上不同材料优化而成的组织工程替代材料是近年来骨组织工程发展的新趋势[1] ,这些复合材料可望获得比单种材料更优良的物理化学性能、生物相容性和生物降解性能。本研究旨在检测聚左旋乳酸与磷酸三钙的复合材料的生物性能和细胞承载能力,为组织工程化骨的构建奠定实验基础。一、材料和方法1.PLLA/TCP复合材料的制备:实验方法见文献[2 ]。2 .PLLA/TCP复合材料孔径、孔隙率及力学性能的检测:材料经常规处理,扫描电镜下观察其空隙情况,测定出孔径。用排液法测定其孔隙率。所选择的液体为乙醇,因为它能和PLLA/TCP很好的…     

β-磷酸三钙与异体骨植骨治疗跟骨关节内骨折的比较研究

目的回顾分析两种植骨材料治疗跟骨关节内移位骨折的疗效,比较其优缺点。方法对2003年3月～2004年3月间采用切开复位内固定同时进行植骨治疗的38例跟骨关节内移位骨折进行至少1年以上的随访。其中18例采用新鲜冷冻异体骨植骨,20例(22侧)采用β-磷酸三钙(β-TCP)植骨。结果异体骨组有1例切口延迟愈合,1例出现排异反应并继发感染;β-TCP组有1例切口延迟愈合,无排异反应。跟骨Bohler角从术前平均5°恢复到27.8°,随访1年以上未发现关节面复位的丢失,二组之间无明显差异(P>0.05)。术后12周,所有者恢复行走功能。AFASS评分异体骨组优良率为72%,β-TCP组优良率为73%,二组差异不显著(P>0.05)。结论对于跟骨关节内移位骨折,切开复位内固定结合植骨是较好的选择,新鲜冷冻异体骨和β-TCP植骨效果相当,异体骨有排异反应的风险,而β-TCP的吸收替代较慢。     

磷酸三钙-透明质酸-Ⅰ型胶原-骨髓基质细胞复合修复骨缺损的实验研究

目的观察由磷酸三钙人工骨(β-tricalciumphosphate,β-TCP)、透明质酸(hyaluronicacid,HA)、型胶原(type collagen,COL-)复合物作为诱导后的骨髓基质细胞(marrowstromalcells,MSCs)载体修复兔桡骨骨缺损的能力及作为自体骨移植替代物的可能性。方法获取新西兰大白兔MSCs,体外诱导培养后与β-TCP、HA、COL-结合形成复合物。将6月龄新西兰大白兔30只,手术制备双侧桡骨2cm骨缺损,8周后随机分为A、B及C组,A组(n=27侧),植入β-TCP-HA-COL--MSCs;B组(n=27侧),植入自体骨;C组(n=6侧),缺损空置作为空白对照。用扫描电镜观察β-TCP-HA-COL-结构。于4、8和12周各时间点分别处死动物6、9和15只;4、8周时A、B组各6侧,12周时A、B组各15侧;C组8周时6侧。进行大体观察、X线摄片、HE染色及无机质含量测定,对A、B组12周时标本进行成骨面积及生物力学测试,比较各组骨缺损的修复效果。结果MSCs在体外生长稳定,增殖能力强,可被诱导为成骨细胞。β-TCP-HA-COL-复合物呈多孔结构。各组各时间点大体观察、X线片、组织学及生物力学测试结果显示,随着时间的延长A、B组骨缺损可被修复,空白对照组不能修复。12周时成骨面积、生物力学测试,A、B组差异无统计学意义(P>0.05)。A组中的无机质含量在4、8和12周分别为75%、57%和42%。结论