纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的性能

背景:目前普遍使用的黏合剂对粉碎骨折块进行黏合复位或多或少都存在一些缺陷。目的:研制具有黏接骨骼作用的生物活性骨水泥。方法:应用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合材料作为骨水泥的固相粉体,将柠檬酸衍生物配制成溶液作为液相。通过优化实验,从骨水泥的固化时间、抗压强度、抗拉强度、抗稀散性等方面确定最佳配比。结果与结论:纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠质量比为65/35,其中羧甲基壳聚糖和海藻酸钠质量比为4:1时复合成粉体,并按固液比为1.0:0.5(g:mL)调拌后形成的骨水泥呈膏状,塑形性和抗稀散性能良好,固化时间12～18min,抗压强度为(4.5±2.1)MPa。体外黏接猪股骨头抗拉强度在不同室温下无显著性差异无显著性意义(P>0.05),固化后2h的抗拉强度达到24h的94%。骨水泥为多孔状结构,孔径为100～300μm,纳米羟基磷灰石分布较均匀。提示制备的纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥具有良好的生物活性、适当的力学强度以及较好的黏合强度。     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥与骨髓基质细胞的生物相容性

背景:在前期的试验中,通过共沉淀法合成了纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合粉体,并与柠檬酸衍生物溶液调和制备出可生物降解、适当力学性能以及较好黏合强度的骨水泥。目的:验证纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料对体外兔骨髓基质细胞黏附及增殖的影响,了解材料的生物相容性。方法:应用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合材料作为骨水泥的固相粉体,将柠檬酸衍生物配制成溶液作为液相调和制备黏合性骨水泥。培养兔骨髓基质细胞,传代扩增后接种到材料上,体外继续培养;以细胞加入无材料的培养皿培养为对照。结果与结论:体外培养的兔骨髓基质细胞2d后呈梭形成纤维细胞样,生长良好。有材料实验组细胞数显著多于对照组(P<0.01)。扫描电镜下骨水泥材料具有良好的多孔网状结构,兔骨髓基质细胞伸出多个伪足样突起,紧密贴附在材料表面。两组细胞均保持持续增殖,2,4,6,和8d实验组增殖均显著快于对照组(P<0.01)。提示纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥材料具有良好的生物相容性。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖/海藻酸钠复合材料修复下颌骨缺损

背景：有研究证实,纳米羟基磷灰石/壳聚糖/海藻酸钠三元复合材料具有一定的柔韧性和强度,具有与人体骨相似的生物活性。目的：观察纳米羟基磷灰石/壳聚糖/海藻酸钠复合材料修复兔下颌骨缺损的效果。方法：在18只健康新西兰大白兔两侧下颌骨制作10 mm×5 mm×5 mm的缺损,随机分为2组,实验组双侧骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖/海藻酸钠复合材料,对照组双侧骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖,植入后4,8,12周,应用锥形束CT观察各组缺损区材料降解、骨痂生长及骨连接情况,苏木精-伊红染色观察新骨生成。结果与结论：两组骨密度灰度值均随着时间延长逐渐增加,组内不同时间点间差异有非常显著性意义（P〈0.01）;在相同时间点条件下,实验组大体观察、锥形束CT观察及CT灰度值,以及组织学观察均优于对照组（P〈0.05）。在材料植入后第4-8周,两组植入材料均已逐渐降解,缺损区与骨组织相交接处模糊,有少量新骨生成,与受体骨组织结合紧密,其中以实验组较为明显;第8-12周,两组植入材料已经基本降解完全,与受体骨组织开始逐渐相融合,有新生骨组织进一步生成,骨缺损区域逐渐被修复,以实验组较为明显。结果表明纳米羟基磷灰石/壳聚糖/海藻酸钠可有效修复骨缺损,促进新骨生成。     

固化液中添加壳聚糖和明胶的磷酸盐骨水泥材料性能测试

背景：骨水泥如果固化时间太快，黏度降低，应用时可能会使塑型困难。 目的：检测在柠檬酸中添加壳聚糖、明胶配制的固化液与α-磷酸三钙和羟基磷灰石复合的粉剂调和制备骨水泥试样的性能。 设计、时间及地点：开放性实验，于2005—03／2006—08在兰州交通大学材料系实验室完成。 材料：将α-磷酸三钙粉末与羟基磷灰石粉末混合均匀制得骨水泥粉料，壳聚糖和明胶按不同比例与柠檬酸溶液混合配制的固化液，然后二者调和制得骨水泥。 方法：净浆稠度及凝结时间测定仪测定骨水泥的凝固时间，MTS-810型材料试验机测试各种配比骨水泥的压缩强度，扫描电镜观察固化体经37℃生理盐水浸渍2个月后的微观结构。 主要观察指标：骨水泥的凝固时间及压缩强度，骨水泥水化反应的pH值及其微观结构。 结果：调和液中添加的壳聚糖和明胶，使其黏度明显增加，固化时间延长，试样抗水冲性能提高，样品塑型容易操作，但试样抗压强度有所降低。骨水泥水化反应的pH值随着水化反应的进行逐渐上升，24h时接近生理盐水的pH值。壳聚糖-明胶含量不同可以得到不同机械强度的α-磷酸三钙，羟基磷灰石两相骨水泥，骨水泥试样24h基本达到最大强度，在48h后强度几乎不再变化。 结论：固化液中添加壳聚糖、明胶制备的α-磷酸三钙，羟基磷灰石两相骨水泥克服了陶瓷型羟基磷灰石烧结形成、修整困难等缺点，具有塑型容易、使用方便、固化时放热小等优点。     

碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损

背景：纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物具有良好的力学性能和生物相容性,可用于骨损伤的修复,是一种有应用前景的骨替代品。碱性成纤维细胞生长因子可促进组织修复,目的：观察碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔骨缺损的效果。方法：构建桡骨缺损兔模型,按植入材料的不同共分为3组,实验组植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物＋碱性成纤维细胞生长因子,对照植入组纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物,空白组无任何材料植入。结果与结论：干预12周时,X射线片检查显示,实验组骨植入区新骨发生骨性融合,髓腔再通骨缺损已基本消失;苏木精-伊红染色结果显示,实验组出现成熟的板层骨、成熟的哈弗氏系统以及破骨细胞增生引起的骨质吸收区;以上结果均为实验组的修复效果优于对照组。证实,碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物可促进骨缺损修复,效果优于单独应用纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物。     

聚磷酸钙纤维增强α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石骨水泥复合材料的力学性能

背景:利用纤维增强磷酸钙骨水泥的机制很早就被人们认识和利用.由于非吸收性纤维存在生物相容性低及应力遮挡等问题,近期的研究热点主要是可降解吸收的生物活性纤维对磷酸钙骨水泥性能的影响.目的:制备聚磷酸钙/(α-磷酸三钙,纳米羟基磷灰石)骨水泥复合材料,观察聚磷酸钙对磷酸钙骨水泥力学性能的增强效果.方法:利用固相反应法和湿法反应法分别制得α-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石粉末,再将2种粉末按不同比例混合进行高温处理,然后将其与不同质量比、不同长度的聚磷酸钙纤维复合制成骨水泥试样.对试样进行凝固时间、力学性能测试,利用扫描电镜观察试样微观结构.结果与结论:聚磷酸钙长度为3 mm、含量为10%时,抗压强度为66.43 MPa,抗弯强度为13.86 MPa.扫描电镜显示聚磷酸钙在磷酸钙骨水泥基体中分布均匀,结合性能好.在Ringer's溶液中浸泡3个月,纤维仍具有一定的增强效果.提示聚磷酸钙纤维对α-磷酸三钙,纳米羟基磷灰石骨水泥有一定的增强作用,聚磷酸钙/(α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石)骨水泥复合材料具有良好的力学性能.     

纳米羟基磷灰石／壳聚糖-明胶复合微球的制备及性能

背景:羟基磷灰石与高分子复合材料作为组织工程材料的报道很多,但多为粉体材料或块状材料,用于修复治疗时均存在一定的局限件.目的:制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合缓释微球,观察其体外释药特性.设计、时间及地点:重复测域设计,于2008-01/10在北京工业大学材料科学与工程学院生物功能高分子实验室完成.材料:纳米羟基磷灰石、壳聚糖、明胶、庆大霉素.方法:利用微波辅助法,在pH=7的条件下,制备了针状羟基磷灰石.采用W/O型复乳化-交联技术制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球.主要观察指标:①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合微球的表面形貌、粒径分布.②载药复合微球的载药量、包封率及药物累积释放率.结果:①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,其粒径主要集中在10-30μm,壳聚糖-明胶对羟基磷灰石形成了很好的包覆.②复合微球平均载药量32.97%,平均包封率49.20%,在3 d内对庆大霉素的释放达到88%左右.结论:所制各的纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,粒径分布窄,再分散性好,3d内能维持有效的约物浓度.     

α-磷酸三钙/羟基磷灰石骨水泥材料的制备及力学性能测定

目的:利用α-磷酸三钙和羟基磷灰石复合,制备出具有一定强度的生物活性骨水泥。方法:实验于2003-09/2005-01在兰州交通大学材料系实验室完成。首先利用化学沉淀法合成羟基磷灰石粉末,然后利用固相反应制备α-磷酸三钙粉末,将其二者按一定比例混合均匀制得骨水泥粉料,最后用固化液(25%柠檬酸 70%去离子水 5%柠檬酸钾)调和制得骨水泥。结果:①沉淀法制备羟基磷灰石粉末中主要是羟基磷灰石相,含量高达99.5%,所有杂质相含量低于0.5%。②α-磷酸三钙粉末与羟基磷灰石粉末按不同配比混合后粉剂中仅存在两个晶相:羟基磷灰石/高温型磷酸三钙。③两相骨水泥的压缩强度已基本达到规定要求(≥30MPa),但弯曲强度仍较低。其中T50H50强度较高。④固化体在37℃生理盐水中浸渍2个月后,α-磷酸三钙含量明显减少,羟基磷灰石晶相大量增加,无新的结晶相生成。结论:制备的骨水泥克服了陶瓷型羟基磷灰石烧结形成、修整困难等缺点,具有制备容易、使用方便、固化时放热小等优点,可应用于体内骨修复材料。     

α-磷酸三钙／羟基磷灰石骨水泥材料的制备及力学性能测定

目的：利用α-磷酸三钙和羟基磷灰石复合，制备出具有一定强度的生物活性骨水泥。方法：实验于2003—09／2005—01在兰州交通大学材料系实验室完成。首先利用化学沉淀法合成羟基磷灰石粉末，然后利用固相反应制备α-磷酸三钙粉末，将其二者按一定比例混合均匀制得骨水泥粉料，最后用固化液（25％柠檬酸＋70％去离子水＋5％柠檬酸钾）调和制得骨水泥。结果：①沉淀法制备羟基磷灰石粉末中主要是羟基磷灰石相，含量高达99．5％，所有杂质相含量低于0．5％。②α-磷酸三钙粉末与羟基磷灰石粉末按不同配比混合后粉剂中仅存在两个晶相：羟基磷灰石／高温型磷酸三钙。③两相骨水泥的压缩强度已基本达到规定要求（≥30MPa），但弯曲强度仍较低。其中T50H50强度较高。④固化体在37℃生理盐水中浸渍2个月后，α-磷酸三钙含量明显减少，羟基磷灰石晶相大量增加，无新的结晶相生成。结论：制备的骨水泥克服了陶瓷型羟基磷灰石烧结形成、修整困难等缺点，具有制备容易、使用方便、固化时放热小等优点，可应用于体内骨修复材料。     

碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损

背景:纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物具有良好的力学性能和生物相容性,可用于骨损伤的修复,是一种有应用前景的骨替代品。碱性成纤维细胞生长因子可促进组织修复,目的:观察碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔骨缺损的效果。方法:构建桡骨缺损兔模型,按植入材料的不同共分为3组,实验组植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物+碱性成纤维细胞生长因子,对照植入组纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物,空白组无任何材料植入。结果与结论:干预12周时,X射线片检查显示,实验组骨植入区新骨发生骨性融合,髓腔再通骨缺损已基本消失;苏木精-伊红染色结果显示,实验组出现成熟的板层骨、成熟的哈弗氏系统以及破骨细胞增生引起的骨质吸收区;以上结果均为实验组的修复效果优于对照组。证实,碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物可促进骨缺损修复,效果优于单独应用纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物。     

纳米羟基磷灰石在骨科中的临床应用及作用机制

背景:纳米羟基磷灰石是一种具有代表性的生物活性材料,是现在组织工程领域研究的一个热点。目的:综述纳米羟基磷灰石在骨科领域的临床应用进展,并探讨其作用机制。方法:查阅2001年1月至2011年12月CNKI数据库和PubMed数据库有关纳米羟基磷灰石对成骨细胞、破骨细胞的影响及再血管化的研究,并总结其在骨科的临床应用进展。结果与结论:纳米羟基磷灰石能够提高成骨细胞的增殖活性及功能代谢,诱发新骨形成;而破骨细胞能够吸收、降解羟基磷灰石,同时,纳米羟基磷灰石调节破骨细胞的代谢过程,共同参与了骨代谢。另外,纳米羟基磷灰石植入体内后能够再血管化,进而有利于骨修复和重建。基于纳米羟基磷灰石及其复合材料的优越性,是一种较为理想的骨缺损修复材料,已初步应用于临床,并取得了令人鼓舞的效果,但仍有许多问题有待于进一步研究解决。     

纳米晶胶原基骨复合骨髓单个核细胞修复下颌骨缺损

背景：纳米晶胶原基骨复合骨髓单个核细胞可促进各种干细胞生长,诱导新骨形成和成血管化,促进最终成骨。 目的：探讨骨髓单个核细胞复合纳米晶胶原基骨支架材料修复兔下颌骨缺损的可行性。 方法：选择健康新西兰大白兔27只,制备新西兰大白兔双侧下颌骨人工制备骨缺损模型,分为3组,实验组骨缺损处植入自体骨髓单个核细胞复合纳米晶胶原基骨支架材料,对照组骨缺损处植入纳米晶胶原基骨支架材料,空白组骨缺损处不植入任何材料。术后4,8,12周制备组织标本,行大体观察、影像学分析、苏木精-伊红染色、扫描电镜检测。 结果与结论：影像学检查及组织学染色显示,实验组骨缺损处愈合程度、成骨速度及质量明显优于其他组;扫描电镜显示实验组材料与骨接触紧密,组织相容性好,无炎症刺激反应;分析牙 CT 数据及新骨形成检测结果表明,实验组骨修复情况优于其他组（P〈0.05）。表明骨髓单个核细胞复合纳米晶胶原基骨支架材料具有骨诱导和骨形成作用,可用于修复颌骨缺损。     

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性

背景：天津大学材料学院利用仿生学方法制备的纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料,具有与天然骨相似的结构和性能。目的：研究纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合组织工程支架的细胞毒性和生物相容性。方法：①急性全身性毒性实验：将纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水分别注射至昆明小鼠腹腔,注射24,48,72 h记录小鼠体质量。②致敏实验：在日本大耳白兔背部皮下分别注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液与生理盐水,72 h内观察注射部位水肿及红斑情况,间隔14 d后再次行激发实验。③热源实验：在日本大耳白兔耳缘静脉注射纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液,注射后检测体温变化。④溶血实验：在稀释的兔抗凝血中分别加入纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料浸提液、生理盐水与蒸馏水。⑤将第3代兔骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石/细菌纤维素材料共培养,观察材料表面细胞增殖、生长及黏附状态。结果与结论：纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料无急性全身毒性、无致敏性、无热源反应、无溶血反应,该支架材料具有三维网络结构,骨髓间充质干细胞在材料表面生长、增殖及黏附良好,表明纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合支架材料具有良好的生物相容性与细胞相容性。     

新型羟基磷灰石多孔支架的制备与性状

背景：目前几种钙羟磷灰石作为骨的替代品已经在临床上使用,但是由于缺少内部交互的连通孔,使得骨形成过程中经常发生病理性的骨折。目的：采用改良的技术制备互联多孔羟磷灰石陶瓷支架材料,并对其物理化学特征进行检测。方法：将羟基磷灰石（质量分数60%）与聚乙烯亚胺质量分数40%混合,采用改良的泡沫凝胶技术技术（聚氧乙烯十二烷基醚质量分数1%）制备多孔羟磷灰石陶瓷。扫面电镜检测材料内部结构,将制备的材料移植动物体骨缺损区观察成骨情况。结果与结论：多孔羟磷灰石陶瓷具有三维结构,内部充满大小较均一的球形孔隙,直径平均为150μm,孔隙率75%,孔隙上充满窗孔样相互交通的小洞,平均40μm,具有足够的抗压度（10~12MPa）。动物实验表明,多孔羟磷灰石陶瓷表现出较好的成骨诱导性,可见孔隙里形成了新生骨。结果提示改良的羟基磷灰石支架能够在骨组织工程上应用,有望成为新型的改良品。     

纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料的体内组织相容性

背景：纳米羟基磷灰石与聚氨酯复合材料在体外实验中具有良好的相容性。目的：验证纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料在大鼠体内的组织相容性。方法：将18只SD大鼠随机分为复合材料组、聚氨酯组和对照组,复合材料组和聚氨酯组分别将纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料、聚氨酯植入大鼠背部肌肉内,对照组仅作切开缝合,未植入任何材料。结果与结论：①大体观察：术后12周,各组切口与周围皮肤几乎无界限,聚氨酯组及复合材料组囊壁与材料融合较好,对照组皮肤己恢复正常。②组织学观察：术后4,8,12周,聚氨酯组及复合材料组切口周围组织中淋巴细胞数、中性粒细胞数及毛细血管量均高于对照组（P〈0．05）,复合材料组切口周围组织中淋巴细胞数、中性粒细胞数及毛细血管量均少于聚氨酯组（P〈0．05）。证实纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料具有较好的组织相容性。     

纳米羟基磷灰石人工骨修复塌陷型胫骨平台骨折

背景：纳米级羟基磷灰石有利于改善骨植入体的力学性能。目的：观察纳米羟基磷灰石人工骨修复塌陷型胫骨平台骨折的临床效果。方法：回顾性分析2010年3月至2012年9月,采用纳米羟基磷灰石人工骨治疗胫骨平台塌陷骨折14例合并骨缺损患者的临床资料,骨缺损范围为1.5 cm×1.0 cm-3.1 cm×4.5 cm,人工骨植入量为5-14 g。分别在治疗后1周、1个月和3个月进行临床和X射线片检查,观察治疗效果,HSS评分系统评估膝关节功能恢复情况。结果与结论：随访12-27个月,除1例患者伤口处有少量渗出外,其余13例患者无术后发热、伤口红肿及过敏现象,伤口一期愈合,未发生切口感染等并发症。治疗后3个月观察,骨缺损区纳米羟基磷灰石与宿主骨直接愈合,相容性好,与原骨界面间无间隙,术后观察未见不良反应,治疗后1年HSS评分为（88.7±4.3）分。表明纳米羟基磷灰石人工骨具有良好的生物相容性,生物力学良好,对于塌陷型胫骨平台骨折是一种较理想的骨缺损修复材料。     

多孔聚乙烯醇/明胶软骨组织工程支架复合材料的制备及其生物相容性

背景：以明胶为基体制备的组织工程支架材料具有良好的生物相容性和生物降解性能,但存在力学性能低,降解速率难以控制的缺陷。目的：制备一种软骨组织工程支架材料多孔聚乙烯醇/明胶复合物,并检测其理化性能和生物相容性。方法：采用乳化发泡法制备聚乙烯醇/明胶多孔支架,并通过电镜分析、力学测试、皮下植入实验,检测材料孔径和孔隙率、IR光谱、力学性能和生物相容性。结果与结论：多孔材料内部呈三维网状多孔结构,孔径均匀,有相似的孔隙率61.8%,含水率44.6%,抗拉强度为（5.01±0.03）MPa,抗压强度为（1.47±0.36）MPa,有较好的力学性能,IR光谱分析表明材料内部结构均匀。皮下植入后,炎症反应逐渐减轻,囊壁逐渐变薄,并趋于稳定,提示多孔聚乙烯醇/明胶支架材料具有较好的生物相容性和力学性能。     

富集骨髓间充质干细胞用于兔腰椎横突间的融合

背景：纳米羟基磷灰石/胶原具有良好的细胞相容性,其纳米级多孔结构可为细胞生长创造适合的三维环境,可作为理想的骨载体材料。目的：探讨富集骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/胶原用于兔腰椎横突间融合的可行性。方法：20只新西兰大白兔根据双侧L5～L6横突间植入物不同分为富集细胞组和自体髂骨组,每组10只。植入后8周取材,行X射线、手触检测和组织学观察,评估腰椎融合情况。结果与结论：植入后8周富集细胞组和自体髂骨组融合率分别为70%（7/10）和80%（8/10）,两组融合率差异无显著性意义（P〉0.05）。组织学观察富集细胞组见较多新生骨小梁长入纳米羟基磷灰石/胶原内部;自体髂骨组横突间有大量新生骨组织,骨小梁连续。结果表明富集骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石/胶原是一种较好的植骨替代材料,用于脊柱融合可获得近似自体骨移植的融合效果。