β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合材料的物理及其降解性能

目的:研制一种可任意调控降解速率且具有良好力学性能、生物相容性能的高孔隙率海绵状软骨组织工程支架复合材料。方法:实验于2002-05/12在兰州交通大学工程材料研究所完成。以自制聚磷酸钙纤维、β-磷酸三钙为增强材料,聚左旋乳酸为基体材料,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备了β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸软骨组织工程支架复合材料,测试了该复合材料的物理力学性能和降解性能。结果:①支架复合材料物理力学性能:随着β-磷酸三钙重量分数的增加,支架材料的密度也随之增加。②微观结构观察:β-磷酸三钙在横截面及纵截面上分布较为均匀,且支架材料为三维、连通、网状结构。③降解性能:随着β-磷酸三钙含量的增加,支架复合材料的降解率逐渐减小;随着聚磷酸钙纤维含量的增加,支架复合材料的降解率逐渐增大;该组支架材料在0～3周时压缩模量迅速衰减,3周后压缩模量衰减变缓;随着β-磷酸三钙含量的增加,降解液的pH值稍稍增加,呈微碱性环境。结论:β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架复合材料的力学性能和生物降解特性基本满足软骨组织工程的要求,特别是β-磷酸三钙的加入使降解液pH值保持在6～7之间,避免了由于降解液呈酸性而引起的无菌性炎症反应。故可用作软骨组织工程支架材料。     

优化磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架材料的配比

背景:前期实验显示,聚乳酸存在刚度差,降解缓慢,降解后期降解液明显偏于酸性,易在细胞培养时引起无菌性炎症反应等缺点.目的:在前期工作的基础上,优化聚乳酸支架材料实验方案和配比.方法:自制聚磷酸钙纤维和β-磷酸三钙为添加材料,聚左旋乳酸为基体材料,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合制备配比20/30/50 磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架复合材料.结果与结论:①磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料具有三维、连通、微孔网状结构,孔隙率在70%~95%.②孔隙率相近时,该支架材料的压缩模量比纯聚乳酸支架的压缩模量有了明显提高.③支架材料的降解率可通过加入聚磷酸钙纤维和支架的孔隙率加以调控.④β-磷酸三钙的加入使降解液pH 值保持在6.0~7.0 之间,避免了酸性降解产物引起的无菌性炎症反应.说明磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料的物理力学性能和降解性能基本满足软骨组织工程的要求.     

β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料的骨内降解

背景:调控聚乳酸类可吸收材料的降解速率,使材料降解与新生骨爬行替代速度更同步,加入羟基磷灰石或β-磷酸三钙等无机粒子是目前的主流选择.目的:对比观察β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料和聚-L-乳酸在松质骨内的降解速度及诱导成骨能力.方法:将β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料及聚-L-乳酸材料分别植入12只新西兰大白兔双侧股骨内髁及外髁后,于术后6,12,24周3个时间点取材,测定其各个时间点的生物吸收率,扫描电镜和光学显微镜观察其在松质骨内的形态学变化,周围新骨爬行替代及异物反应情况.结果与结论:各个时间点β-磷酸三钙/聚-L-乳酸与周围骨质贴合比聚-L-乳酸材料更紧密,未见明显异物反应.6周时β-磷酸三钙/聚-L-乳酸材料生物吸收率小于聚-L-乳酸材料,12周后生物吸收率增速加快,同时材料表面出现均匀分布的微孔及裂隙;术后24周内两种材料均未见新生骨爬行替代.结果表明β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料早期降解较聚-L-乳酸材料慢,有利于移植物植入早期的坚强固定;6周后降解加快,24周内未见诱导成骨现象.     

电纺丝聚乳酸、聚3羟基丁酸酯共聚4羟基丁酸酯和聚碳酸亚丙酯纳米纤维的制备及表面亲水性(英文)

背景:近年来聚乳酸、羟基磷灰石类复合材料支架具有良好的生物降解性和生物相容性而被广泛的研究,但是这类复合材料在增强材料界面的结合、调节材料的降解速率、改善材料的强度等方面仍不能满足理想的组织工程支架材料的要求.目的:探讨电纺丝法制备纳米纤维的结构形态及表面亲水性.方法:分别将聚乳酸、聚3羟基丁酸酯共聚4羟基丁酸酯和聚碳酸亚丙酯通过静电纺丝法制备纳米纤维膜,扫描电镜对纤维膜的结构形态进行分析,并观察在人体环境相近的磷酸盐缓冲溶液(37℃,pH 7.4)中浸泡不同时间的表面亲水性.结果与结论:通过静电纺丝技术可以将聚乳酸、聚3羟基丁酸酯共聚4羟基丁酸酯和聚碳酸亚丙酯3种材料制各成微纳米纤维结构,控制制备参数可以获得不同直径的纤维,样品随着在培养液中的浸泡时间延长,总体显示出接触角比初始降低,亲水性增强.     

聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料的体外降解性能

背景：聚乳酸由于其疏水性以及在降解过程中的酸致效应,使其在应用中受到限制。通过静电组装技术在聚乳酸表面引入海藻酸钠/壳聚糖,可望克服上述缺点和不足。目的：观察聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖可降解复合材料的体外降解性能。设计、时间及地点：观察实验,于2007-09/2008-06在武汉理工大学生物中心实验室完成。材料：采用1,6-乙二胺对聚乳酸表面进行胺解反应,形成胺化层,在其表面引入带正电的自由氨基,由静电作用依次组装上聚阴离子海藻酸钠和聚阳离子壳聚糖,获得聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖多层复合材料。方法：将制备好的组装层数为5,10,15,20双层聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料置于37℃恒温的磷酸缓冲溶液中进行体外降解实验。主要观察指标：定期测定并记录不同组装层数复合材料的pH值变化、失重及相对分子质量变化,用扫描电镜观察材料降解的形貌变化。结果：聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料降解的pH值基本稳定在7.0左右;通过控制组装层数（5～15层）可有效调节材料降解过程中的pH值,pH值随层数的增加而增加。扫描电镜观察,复合材料降解7周后,材料已明显降解。结论：聚乳酸/海藻酸钠/壳聚糖复合材料具有良好的降解性能。     

β-磷酸三钙／聚磷酸钙纤维／聚左旋乳酸复合材料的物理及其降解性能

目的：研制一种可任意调控降解速率且具有良好力学性能、生物相容性能的高孔隙率海绵状软骨组织工程支架复合材料。 方法：实验于2002-05／12在兰州交通大学工程材料研究所完成。以自制聚磷酸钙纤维、β-磷酸三钙为增强材料，聚左旋乳酸为基体材料，采用溶媒浇铸／粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备了β-磷酸三钙／聚磷酸钙纤维／聚左旋乳酸软骨组织工程支架复合材料，测试了该复合材料的物理力学性能和降解性能。结果：①支架复合材料物理力学性能：随着β-磷酸三钙重量分数的增加，支架材料的密度也随之增加。②微观结构观察：β-磷酸三钙在横截面及纵截面上分布较为均匀，且支架材料为三维、连通、网状结构。③降解性能：随着β-磷酸三钙含量的增加，支架复合材料的降解率逐渐减小；随着聚磷酸钙纤维含量的增加，支架复合材料的降解率逐渐增大；该组支架材料在0-3周时压缩模量迅速衰减，3周后压缩模量衰减变缓；随着β-磷酸三钙含量的增加，降解液的pH值稍稍增加，呈微碱性环境。 结论：β-磷酸三钙／聚磷酸钙纤维／聚左旋乳酸支架复合材料的力学性能和生物降解特性基本满足软骨组织工程的要求，特别是β-磷酸三钙的加入使降解液pH值保持在6-7之间，避免了由于降解液呈酸性而引起的无菌性炎症反应。故可用作软骨组织工程支架材料。     

β-磷酸三钙/α-半水硫酸钙复合人工骨体外降解速度可与成骨一致

背景:骨修复材料的理想降解速度应该与新骨形成速度相匹配,逐渐被新生骨逐渐爬行替代.目的:探讨β-磷酸三钙/α-半水硫酸钙复合人工骨的体外降解速度.方法:将β-磷酸三钙/α-半水硫酸钙复合人工骨、β-磷酸三钙、α-半水硫酸钙试件置于PBS模拟体液中,测量不同浸泡时间的pH变化、试件降解率和压缩强度变化.结果与结论:在模拟体液中复合人工骨和α-半水硫酸钙的pH值随时间延长逐渐降低,而β-磷酸三钙的pH值变化不大,4周后复合人工骨的pH值稳定在5.6左右.PBS模拟体液浸泡过程中,复合人工骨与α-半水硫酸钙的质量和压缩强度均随时间延长而不断降低,而β-磷酸三钙的质量随时间的变化降低较小.说明β-磷酸三钙/α-半水硫酸钙复合人工骨通过物理溶解而逐渐降解,其体外降解率介于β-磷酸三钙和α-半水硫酸钙之间.     

梯度掺锶羟基磷灰石仿生理条件下pH值稳定性与掺锶量

背景:锶掺入羟基磷灰石中不仅可以改善其降解性,而且还可以赋予羟基磷灰石材料一定的骨诱导性,但制各过程中由于使用酸性较强的稀磷酸为固化液,可能使掺锶羟基磷灰石的酸性增大.目的:观察梯度掺锶羟基磷灰石仿生理条件下的pH值稳定性.方法:配制标准的缓冲溶液,采用磷酸钙骨水泥水化方法制备摩尔分数为0%,1%,5%和10%掺锶羟基磷灰石梯度材料,每组取6个平行试样紫外线照射灭菌3 h备用.按照掺锶羟基磷灰石粉末质量:浸提递质=1g:10 mL比例配制浸提掖,置于孵箱中,不同时间点测量梯度材料的pH值.结果与结论:不同时间点测量在培养液中浸泡的材料pH值均稳定呈现弱碱性.提示,掺锶羟基磷灰石的pH值稳定呈现弱碱性,有利于成骨和内环境的稳定.     

脂肪族聚酯类生物合成支架材料的应用

目的:脂肪族聚酯类生物合成支架材料具有引导组织再生、调节细胞生长和功能分化的作用。本文检索了脂肪族聚酯类生物合成支架材料的种类和特点,并对其应用前景进行综述。资料来源:应用计算机检索PUBMED1991-09/2005-02期间的相关文章,检索词为“aliphaticpolyester,biomaterial,trestle”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1999-02/2004-06期间的相关文章,检索词为“脂肪族聚酯,生物材料,支架”,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。纳入标准:文章所述内容应与脂肪族聚酯类生物合成支架材料的种类、特点或应用前景的研究相关。排除标准:重复研究或Meta分析类文章。资料提炼:共收集到30篇相关文献,12篇文献符合纳入标准,排除的18篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的12篇文献中,5篇涉及脂肪族聚酯类生物合成支架材料的种类,5篇涉及脂肪族聚酯类生物合成支架材料的特点,2篇涉及脂肪族聚酯类生物合成支架材料的应用前景。资料综合:高分子生物合成材料有脂肪族聚酯、医用聚氨酯、聚氨基酸、医用硅橡胶、聚甲基丙烯酸羟乙酯等,其中脂肪族聚酯类生物合成支架材料降解性好、生物组织相容性和细胞亲和性良好,广泛应用于皮肤及角膜的修复、血管及各导管的支架疗法、手术缝合线等。生物合成支架材料作为组织再生的支架与模板,具有引导组织再生,可调控的降解速度,促进细胞黏附、生长和功能分化的重要作用。目前以材料化学、组织工程学、细胞生物学和临床免疫学为基础,多学科结合,着重研究组织干细胞与生物合成支架材料的复合体,制备多种类型的细胞组织再生的生物支架合成材料,为临床医学治疗疾病提供了更多的有效手段。结论:脂肪族聚酯类生物合成支架材料具有可降解性、良好的生物组织相容性、细胞亲和性、一定的力学性能、可塑性以及可消毒性的特点,已广泛应用于临床医学。     

组织工程血管材料体外细胞毒性评价实验研究

目的:为构建组织工程化血管选择支架材料,对材料进行体外细胞毒性评价.方法:以L929为实验细胞,采用四唑盐比色法、琼脂覆盖法对自行合成的4种构建组织工程血管的支架材料进行体外细胞毒性评价实验.结果:以辛酸亚锡为催化剂合成的聚氨酯、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二酯,经四唑盐比色法及琼脂覆盖法实验为合格的医用材料,四唑盐比色法中吸光度值与阴性对照材料比较差异无统计学意义(P>0.05).以二月桂酸二丁基锡为催化剂合成的聚氨酯经四唑盐比色法及琼脂覆盖法实验为不合格的医用材料,四唑盐比色法中吸光度值与阴性对照材料比较差异有统计学意义(P<0.05).结论:四唑盐比色法、琼脂覆盖法在评判生物材料毒性方面,是快速、简便、有效的方法.以辛酸亚锡为催化剂合成的聚氨酯、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二酯可用于进一步的实验研究.