多孔磷酸钙生物材料的制备及表征

目的制备适合新骨长入的孔隙率、孔隙尺寸和结构的多孔磷酸钙组织工程支架材料。方法通过湿法共沉淀法合成羟基磷灰石（HA）／磷酸三钙（TCP）双相粉末,采用有机泡沫浸浆法和适当的致孔剂,分别制备多孔磷酸钙陶瓷和多孔磷酸钙骨水泥。采用扫描电镜观测试样的孔隙结构,测量其孔隙率,利用X射线衍射分析其相成分。结果多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥的孔隙率分别为72％和67％;孔隙尺寸分布在200um和280um左右;孔壁上分别存在大量孔径为数微米至数十微米的微孔;X射线衍射结果证明多孔磷酸钙陶瓷的组成包括HA和／3TCP,骨水泥的成分为HA,α—TCP and β-TCP。结论试验制备的多孔磷酸钙生物材料具有适合新骨长入的孔隙直径、孔隙率和良好的生物相容性。     

磷酸钙涂层表面改性镁合金的研究应用现状

镁合金由于其优异的生物相容性、生物力学特性及生物活性特征,成为新一代人体植入材料的研究热点.但是镁合金在体内过快的生物降解速率限制其临床应用,表面改性是一项具有针对性的优化镁合金降解速率的策略.目前,用于镁合金的生物涂层材料有多种,其中正磷酸钙由于在机体中具有良好的生物耐受性,可作为镁合金涂层以延缓其生物降解.本文旨在...     

新型壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥的动物体内植入研究

目的:通过动物实验观察分析新型的、可注射壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥的生物相容性、生物降解性、成骨特性及其临床可操作性.方法:12只新西兰大白兔的股骨髁部钻取直径4 mm、深6 mm的洞造成骨缺损,每只大白兔左右两侧股骨分别注入实验材料壳聚糖微球/磷酸三钙骨水泥和对照材料--α-磷酸三钙骨水泥(α-tricalcium phosphate cement,α-TCP),术后第3天摄X线片观察骨水泥充填情况.实验动物分成3个时点组,每组4只,分别在术后第8、16、24周取实验侧壳聚糖微球/磷酸三钙骨水泥和对照侧α-磷酸三钙骨水泥的植入处标本.HE染色后光镜下观察骨水泥在骨内的降解及新骨再生情况.扫描电镜观察骨-骨水泥界面的超微结构.结果:壳聚糖微球/磷酸三钙骨水泥第8周时有少量降解,第16周时降解吸收较多,壳聚糖微球降解后在骨水泥内部原位形成了大小不等的孔隙.24周时材料大量降解,仅存少量大粒径壳聚糖微球,降解同时有大量新骨生成.α-TCP骨水泥较壳聚糖微球/磷酸三钙骨水泥降解较少,骨水泥内部致密少孔.结论:壳聚糖微球/磷酸三钙骨水泥在骨组织内具有良好的生物相容性和骨结合能力.在骨修复过程中,较对照材料α-TCP骨水泥降解速度快,并可引导新骨生成.     

含甲氨喋呤的磷酸钙骨水泥药物释放体系的制备及体外药物释放

目的观察含甲氨喋呤(MTX)的磷酸钙骨水泥(CPC)的药物释放体系在体外模拟体液中的药物释放情况。方法将MTX与CPC分别以0.1%、0.2%、0.5%质量分数混合,固化后放于37℃恒温模拟体液中,分别于2、5、10、16h、1、2、3、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45d用高效液相色谱法测定模拟体液中MTX的浓度,绘制药物释放-时间曲线,分析药物释放规律。结果MTX-CPC复合物在模拟体液中的MTX释放缓慢而稳定,释放前期有明显的缓冲释放效应,符合Higuchi模型的药物释放规律。MTX释放浓度及速度与MTX在骨水泥中的包埋量有关,与骨水泥的厚度及形状无关。MTX的释放周期不受所含MTX量的影响。结论以CPC为载体,将MTX以适当浓度包埋,可制成稳定的药物释放体系。     

骨科钛内植物表面TiO_2纳米管涂层生物性能及应用研究进展

钛基金属是骨科常用内植物材料,通过对其表面改性或修饰是预防内植物感染的关键。通过电化学方法在钛金属表面构建TiO2纳米管的结构,具有比表面积高和多孔结构特点,作为吸附药物载体,可复合重金属离子、抗生素、抗菌肽类发挥抗菌作用。本文就近年来TiO2纳米管涂层生物性能及作为抗菌药物或生长因子载体在骨科钛内植物表面应用进展进行综述。     

BMP-2及VEGF双基因骨髓干细胞复合磷酸钙支架生物相容性的体外实验研究

目的制备BMP-2及VEGF双基因骨髓干细胞复合磷酸钙支架,探讨所制备支架材料的生物相容性。方法以磷酸钙粉为原料制备多孔磷酸钙支架材料(CPC),对所得支架材料采用双基因转染的鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)复合共制备成双基因修饰磷酸钙支架材料,采用扫描电子显微镜及万能测试机对材料的表征及物理性能进行评价;复合共培养2周后计算细胞在支架材料上的黏附率,利用倒置相差显微镜及扫描电镜下观察细胞在材料内的黏附和生长情况,分别采用MTT法、碱性磷酸酶活性测定(ALP)及茜素红染色检测MSCs在支架材料上的增殖、分化及矿化情况。结果制备的双基因修饰磷酸钙支架材料具有良好孔隙结构和一定强度;双基因转染的MSCs在支架表面附着良好,细胞增殖测定、细胞ALP及茜素红染色检测显示该材料对MSCs生长和功能表达未见明显抑制作用,生物相容性良好。结论双基因修饰磷酸钙支架材料具有良好孔隙结构和较好力学强度;双基因转染的MSCs可以在其上进行良好的黏附、生长、增殖、分化以及矿化,具有良好的生物相容性。     

磷酸钙骨水泥/印第安刺猬蛋白/聚乳酸羟基共聚物微球复合物制备及体外释放性能初步研究

目的:观察不同浓度印第安刺猬蛋白(Ihh)对小鼠骨髓来源单核巨噬细胞(BMDMs)增殖分化的影响,筛选最适浓度用于后续实验,并初步探索磷酸钙骨水泥/印第安刺猬蛋白/聚乳酸羟基共聚物(CPC/Ihh/PLGA)微球复合物的制备工艺及体外释放情况。方法:选择6～8周龄SPF级C57BL/6J雄性小鼠10只,处死后分离骨髓,纯化BMDMs并进行培养。根据培养基不同分为空白对照组、100 ng/ml Ihh组、200 ng/ml Ihh组、300 ng/ml Ihh组、400 ng/ml Ihh组和500 ng/ml Ihh组。利用CCK-8法检测不同浓度Ihh对小鼠BMDMs增殖速率的影响。采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法评估不同浓度Ihh促小鼠BMDMs破骨向分化能力。采用荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测不同浓度Ihh对小鼠BMDMs破骨向分化相关基因mRNA表达的影响。应用复乳溶剂挥发法制备Ihh/PLGA微球。利用扫描电子显微镜观察微球形态并计算其粒径大小。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测微球中Ihh包封率。最后制备CPC/Ihh/PLGA微球复合物并对其体外释放...     

钛表面聚吡咯涂层的体外及体内血液相容性研究

目的 评价钛表面聚吡咯涂层的体外及体内血液相容性,探讨其在人工心血管装置中应用的可行性.方法 采用电化学合成方法在钛表面制备聚吡咯涂层,首先对该涂层表征及与钛基底之间的结合强度进行测定,然后进行体外溶血实验、动态凝血实验、凝血时间测定、血小板粘附实验、补体激活实验和兔颈总动脉腔内植入实验,评价其体外和体内血液相容性,以...     

磷酸钙骨水泥/顺铂复合体体外药物缓释及体内抑瘤和修复骨缺损的实验研究

目的:寻找磷酸钙骨水泥/顺铂复合体修复肿瘤性骨缺损的最佳质量构成比。方法:通过原子吸收分光光度法对通过混合－模压法制备的不同质量比构成的磷酸钙骨水泥/顺铂复合体体外缓释液中顺铂浓度进行测定,寻找最合适的磷酸钙骨水泥、顺铂质量构成比,在此基础上制备骨缺损和移植肿瘤动物模型和动物体内进行骨缺损的修复实验和体内抑瘤实验。结果:含0.1%~0.2%顺铂的磷酸钙骨水泥能够修复兔骨缺损,同时又能对肿瘤细胞产生抑制杀伤作用。结论:含0.1%~0.2%顺铂的磷酸钙骨水泥能够消灭残存肿瘤细胞,且最终不影响骨修复的进程。     

大段异体骨生物力学特性及愈合机理的相关研究

为进一步探讨异体骨生物力学特性及影响愈合的因素和愈合机理,我们测量了不同截骨形状猪骨模型的压缩刚度、扭矩刚度及最大扭矩,以多槽髓内钉与无槽髓内钉建立股骨下段异体骨关节移植动物模型,观察其对骨血运的影响。从85例用不同内固定方式进行大段异体骨移植病例X片表现判定异体骨愈合的方式,并依据Ennking肢体恶性肿瘤保肢术后肢体功能     

磷酸钙骨水泥的研究进展

磷酸钙骨水泥 (CPCs)是由多种磷酸钙成分在体内直接结晶而成的 ,其终产物有良好的组织相容性、生物降解性和骨引导活性 ,具有一定的抗压强度。动物实验和临床应用研究表明 ,三种类型的CPCs在骨折和骨缺损修复方面有广阔的应用前景     

The progress of early phase bone healing using porous granules produced from calcium phosphate cement

Objective

Bone grafting is a vital component in many surgical procedures to facilitate the repair of bone defects or fusions. Autologous bone has been the gold standard to date in spite of associated donor-site morbidity and the limited amount of available donor bone. The aim of this study was to investigate the progress of bone regeneration and material degradation of calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder compared to the use of autologous bone grafting in the treatment of "critical size defects" on load-bearing long bones of minipigs.

Methods

A critical size defect in the tibial metaphysis of 16 mini-pigs was filled either with autologous cancellous graft or with micro- and macroporous carbonated, apatic calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder. After 6 weeks, the specimens were assessed by X-ray and histological evaluation. The amount of new bone formation was analysed histomorphometrically.

Results

The semi-quantitative analysis of the radiological results showed a complete osseous bridging of the defect in three cases for the autograft group. In the same group five animals showed a beginning, but still incomplete bridging of the defect, whereas in the CPG group just two animals developed this. All other animals of the CPG group showed only a still discontinuous new bone formation. Altogether, radiologically a better osseous bridging was observed in the autograft group compared to the CPG group.Histomorphometrical analysis after six weeks of healing revealed that the area of new bone was significantly greater in the autograft group concerning the central area of the defect zone (p < 0.001) as well as the cortical defect zone (p < 0.002). All defects showed new bone formation, but only in the autograft group defects regenerated entirely

Conclusions

Within the limits of the present study it could be demonstrated that autologous cancellous grafts lead to a significantly better bone regeneration compared to the application of calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder after 6 weeks. In the early phase of bone-healing, the sole application of CPG appears to be inferior to the autologous cancellous grafts in an in vivo critical size defect on load-bearing long bones of mini-pigs.

     

掺锶磷酸钙骨水泥材料生物学性能的动物实验

目的: 评价新型磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)的生物相容性以及成骨效果,为其进一步的临床应用提供实验数据。方法: 选择新西兰大白兔30只,以其双后腿外侧髁(60个)为实验对象,随机分为CPC组、CPC+Bio-Oss组、Bio-Oss组和空白对照组4组,在兔双侧后腿外侧髁制造直径6 mm、深7 mm的骨缺损模型,按照组别分别植入CPC、Bio-Oss、CPC+Bio-Oss混合物(CPC与Bio-Oss骨粉质量比为4 ∶1)。实验动物分别在手术第4周、第12周、第24周处死,取骨缺损周围组织,HE染色进行组织学评价,并计算新骨生成率(bone ingrowth fraction,BIF); 利用免疫组织化学染色,计算阳性区域平均光密度(mean optical density,MOD), 检测术后第4周各组样本BMP-2和COL-Ⅰ的表达情况,评价各组样本在不同时间点的骨愈合情况。结果: HE染色发现,在相同时间点,与空白对照组相比, CPC组、CPC+Bio-Oss组、Bio-Oss组的BIF值明显较高(P<0.01), 其中,CPC组BIF低于Bio-Oss组和CPC+Bio-Oss组(P<0.01),CPC+Bio-Oss组与Bio-Oss组相比差异无统计学意义(P>0.05)。免疫组织化学染色结果显示,与空白对照组相比,CPC组BMP-2和COL-Ⅰ的MOD值较高,但低于Bio-Oss组和CPC+Bio-Oss组(P<0.01), CPC+Bio-Oss组BMP-2和COL-Ⅰ的MOD与Bio-Oss组相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论: 新型磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性,可以促进早期成骨,成骨效果稳定,长期有效。     

SPECT骨显像监测磷酸钙骨水泥对羊椎体骨缺损修复的实验研究

目的 评价SPECT骨显像监测磷酸钙骨水泥（CPC）对羊椎体骨缺损修复作用的应用价值。方法 在15只中国青山羊第3、4腰椎椎体上分别造成1cm^3的骨缺损，第3腰椎椎体骨缺损处不填任何物品，第4腰椎椎体骨缺损内填入CPC，于术后4,8、12周分别进行骨显像，观察骨缺损处的放射性分布情况。结果 不同时间15只羊第3、4腰椎骨缺损处的放射性分布均有明显不同，CPC填充处明显浓集于没有填充CPC处（P〈0．01）。结论 SPECT骨显像能准确反映骨代谢及修复情况，可以作为临床上CPC填充治疗后监测的可靠方法。     

成骨细胞复合原位成型磷酸钙骨水泥的细胞学研究

目的:通过体外细胞培养实验,观察分析壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥、β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)/磷酸钙骨水泥、含钾磷酸钙骨水泥浆料固化过程对成骨细胞的影响以及固化后10 d细胞的生物活性变化。方法:首先以兔的骨髓为组织来源,采用密度梯度分离法和贴壁分离法分离培养原代兔骨髓基质细胞(rabbitmarrow stromal cell,rMSC),通过流式细胞分析和分选得到成分比较单一的兔骨髓基质细胞,经过体外诱导得到兔成骨细胞,用茜素红染色法验证其成骨功能。将rMSC分别与上述3种骨水泥固化块及其浆料复合培养,空白对照组是直接在24孔板上接种细胞,每组4个样本。在复合培养的第1、4、7、10天,通过酸性磷酸酶(acid phosphataseassay,APA)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定,检测细胞的增殖和分化能力;吖啶橙(acridine or-ange,AO)染色后荧光显微镜观察,对细胞进行计数并分析。环境扫描电子显微镜观察细胞在材料表面的生长、黏附状况。各组结果进行双因素方差分析,用LSD法进行组间比较。结果:3种骨水泥浆料在固化过程中均对rMSC有较大影响,细胞的增殖活性(复合培养第10天APA活性浆料组吸光度平均值分别为0.049,0.050,0.049;固化块组分别为0.898,0.867,0.909;P<0.001)和分化能力(复合培养第10天ALP活性浆料组平均值分别为0.775,0.782,0.798 U/g protein;固化块组分别为49.288,49.631,49.744 U/g protein;P<0.001)均明显低于固化块组,细胞数目也明显减少(复合培养第10天细胞数目每视野平均为3.7,3.7,3.7个;固化块组分别为91.1,89.7,93.7个,P<0.001),且这种影响是不可恢复的;rMSC在3种骨水泥的固化块上能较好地黏附,细胞数目、增殖和分化能力基本不受影响。结论:可注射性磷酸钙骨水泥浆料固化过程对成骨细胞有较大的影响,用成骨细胞复合浆料前需对细胞采取保护措施。     

非陶瓷型人工骨体内降解过程的超微结构观察

[目的]评价自行合成的CPC和CPC／BMP复合人工骨的成骨能力、降解性能以及植入体内后的骨结合能力。[方法]参考文献方法合成CPC，并将其作为BMP的载体制成CPC／BMP复合物，植入小鼠肌袋和兔桡骨15mm骨缺损，通过扫描电镜观察新骨形成和材料的变化，综合评价材料在骨缺损修复中的作用。[结果]CPC植入小鼠肌袋内不能诱导成骨，CPC／BMP植入后有新骨形成，同时材料出现降解。植入骨缺损后，CPC／BMP复合物和单纯的CPC均可以促进新骨形成，但后者骨修复能力弱，材料降解速度缓慢。植入4周有新骨形成，材料形态出现变化，晶体结构被逐渐破坏。24周有板层骨长入并与材料紧密结合，骨缺损初步修复，材料被溶解成规则的蜂窝状框架结构。X-射线能谱分析结果表明，随着时间的延长，新骨钙化程度逐渐增高，24周时已经与正常骨接近。[结论]CPC／BMP生物活性人工骨降解性能理想，对骨缺损有较强的修复能力，可望成为新型的骨缺损修复材料。     

磷酸钙骨水泥修复良性骨肿瘤骨缺损

目的：研究磷酸钙骨水泥(CPC)修复良性骨肿瘤刮除术后遗留的骨缺损的临床应用。方法：应用CPC修复33例患者良性骨肿瘤刮除术后遗留的骨缺损。患者平均年龄38岁，肿瘤类型依次为骨纤维结构不良、骨巨细胞瘤、骨囊肿、动脉瘤样骨囊肿、软骨粘液样纤维瘤、非骨化性纤维瘤、骨母细胞瘤，观察患者术中CPC固化时间，术后全身及切口局部反应，血钙、磷值变化，X线片和CT扫描，平均随访时间19个月。结果：全部患者未见明显不良反应，血钙、磷值未见升高，X线片显示骨缺损处均填充良好，随访见所有患者均有CPC降解和骨替代现象发生。结论：良性骨肿瘤刮除后利用CPC填充修复骨缺损，可充分填充骨肿瘤刮除后不规则瘤腔，即刻恢复骨的强度．经骨替代后可真正完成骨修复。术式简单．并发症少。     

明胶对自固化磷酸钙骨水泥性能的影响

目的:了解明胶对自固化磷酸钙骨水泥(CPC)物理性能、超微结构及生物相容性的影响。方法:分别以50g/L明胶和蒸馏水为液相,制备CPC试样,通过测定初步凝结时间和抗压强度,扫描电镜观察凝固体超微形态及大鼠骨髓基质干细胞(BMSC)表面种植试验,比较两者差异。结果:复合明胶的CPC初步凝结时间为(5.31±1.18)min,抗压强度为(9.04±1.35)MPa;对照组初步凝结时间为(20.72±4.13)min,抗压强度为(4.38±1.33)MPa,与实验组比较,差异均有显著性意义(P<0.05)。扫描电镜发现固化体表面为颗粒状晶体,大小约10μm,添加明胶后晶体仍呈颗粒状,互相连接,孔隙较对照组少。细胞可在水泥盘上贴附、生长,实验组细胞数较多。结论:添加明胶可缩短自固化CPC的固化时间,提高抗压强度及生物相容性。     

自固化磷酸钙人工骨应用于可能超填根管的临床研究

目的评价自固化磷酸钙人工骨（CPC）对可能超填根管的临床疗效。方法根管预备30号、35号扩大针无阻力穿出根尖孔患牙125颗,共180个牙根。随机分两组,A组：充填CPC及牙胶尖;B组：充填氢氧化钙碘仿糊剂加牙胶尖。充填后X线片观察超填情况,对超填者充填后1周、3个月、6个月的临床表现进行观察。结果超填度评分A组为1．78,B组为1．64,两组比较无统计学意义（P〉0．05）。超填后1周、3个月、6个月疗效评价有高度统计学意义（P〈0．01）。结论根管可能超填病例,用CPC根充更理想。     

复合rhVEGF+rhBMP-2的钙磷骨水泥促进犬异体脱蛋白骨关节移植的成骨研究

目的:探讨钙磷骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)复合重组人血管内皮细胞生长因子(Recombinant human vas-cular endothelial growth factor,rhVEGF) 重组人骨形态发生蛋白-2(Recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)与异体脱蛋白骨(Deproteinized bone,DPB)关节复合移植修复骨关节缺损的能力.方法:成年杂交犬36只,距关节面30mm切除右侧股骨下端制成半关节缺损模型,随机分成三组:A组:CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPB关节移植组;B组:rhVEGF/rhBMP-2/DPB关节移植组;C组:单纯的DPB关节移植组.于术后4、8、12、16周行大体形态学观察及X线检查、组织学检查并做Ⅰ型胶原免疫组织化学分析、透射电镜检查和生物力学测试,检测骨修复情况.结果:A组在大体形态学观察、X线片、组织学、电镜观察和生物力学测试,其成骨能力和质量均优于B、C两组,Ⅰ型胶原免疫组化图像分析和生物力学测试结果均优于B、C两组,差异有统计学意义(P＜0.01),B、C组间在各时间点差异无统计学意义(P＞0.05).结论:CPC/rh-VEGF/rh-BMP-2可促进异体脱蛋白骨关节移植的成骨能力,可加速移植体与受体骨愈合.