掺锶冻干骨体内植入的生物相容性

背景:同种异体冻干骨是良好的骨移植材料,但在制备过程,其天然活性成分有所丢失或部分失活,成骨活性下降。努力改善冻干骨成骨活性,希望研制出一种能克服上述缺点的新型材料运用于临床。目的:观察掺锶冻干骨植入大鼠体内的生物学活性。方法:按照标准的冻干骨加工程序制备大鼠股骨髁冻干骨材料,采用氯化锶溶液浸泡方法制备掺锶冻干骨。将27只健康成年SD大鼠随机分为3组,每组9只。SD大鼠钝性分离肌肉,造成股部肌袋,双侧均行手术。植入掺锶冻干骨作为实验组,同法植入未掺锶的普通冻干骨作为对照组。空白对照组双侧均不植入任何材料。分别于植入后4,8,12周处死各组动物3只,行大体观察、组织学观察,并依据炎性浸润及组织纤维化程度进行组织学评分。结果与结论:采用氯化锶溶液浸泡方法制作掺锶冻干骨,锶相对钙元素掺入摩尔浓度为4.2%时在骨质内层锶元素浓度分布比较均匀。实验组和对照组植入材料周围均可见炎性细胞、肉芽组织和血管生成,并随着时间推移,炎性浸润程度明显降低,而周围纤维组织包绕增加。空白对照组炎性浸润程度轻,少量组织纤维化。实验组和对照组与空白对照组相比,炎性浸润程度及组织纤维化程度组织学评分差异有显著性意义(P<0.05)。说明通过温和的锶-钙离子交换方法可以在冻干骨中有效的掺入锶元素,获得一种掺锶冻干骨材料;该掺锶冻干骨具有良好的生物组织相容性,与普通冻干骨比较无明显差异。     

一种新型掺锶冻干骨材料的细胞相容性☆

背景：前期研究已成功制得掺锶冻干骨材料。目的：评价新型掺锶冻干骨材料的细胞相容性,并与普通冻干骨材料进行比较。方法：在掺锶冻干骨与普通冻干骨材料表面直接接种MC-3T3成骨细胞,评价成骨细胞的增殖活性、碱性磷酸酶活性及骨钙素活性,并用扫描电子显微镜观察细胞生长微观形态。结果与结论：掺锶冻干骨组成骨细胞生长正常,接种第3,5天细胞数量显著高于普通冻干骨组（P〈0.05）,细胞碱性磷酸酶活性始终高于普通冻干骨组（P〈0.05）。两组成骨细胞骨钙素水平差异无显著性意义（P〉0.05）。在掺锶冻干骨材料表面的成骨细胞伸展良好,细胞呈多角形或梭形,胞浆丰富,细胞伪足末端与材料表面紧密附着,细胞突起末端可以观察到一些细小的微突触结构。表明掺锶冻干骨材料具有优良的细胞相容性,其表面成骨细胞的生长状况优于普通冻干骨材料表面的成骨细胞。     

工艺因素对冻干骨浸泡掺锶的影响

背景:冻干骨是临床上常用的自体骨替代材料,在冻干骨中掺入成骨活性元素锶将有助于冻干骨在临床上发挥更大的作用.目的:观察含锶溶液浓度和处理时间对冻干骨浸泡掺锶的影响,并对锶离子的缓释特征进行观察.方法:采用5～40 mmol/L 的氯化锶溶液处理冻干骨,并对其中浓度 10 mmol/L 组分别在浸泡1.5,3,6,9 d进行检测,观察在不同时间内锶元素的掺入效率;在去离子水中进行锶离子的缓释效果评价.用 ICP-OES等离子体发射光谱仪对元素含量进行分析.结果与结论:随溶液浓度升高锶元素的掺入量增加,浓度在2.0%～5.1%范围.在所观察的9 d时间内,锶掺入浓度随浸泡时间延长持续增加.锶元素在初期存在爆释效应,之后进入较平稳的释放阶段.30 d内锶离子释放量始终高于松质骨中的钙离子释放量.提示在实验观察的范围内,采用较高含锶浓度溶液以及延长浸泡时间可以提高锶元素在冻干骨中的掺入量.掺锶冻干骨具有长期释放锶离子的能力.     

新型纳米骨重建和修复材料羟基磷灰石／聚酰胺体内植入的生物相容性及安全性

目的：评价新型纳米骨修复和重建材料纳米羟基磷灰石／聚酰胺(n-HA／PA66)植入动物体内后可能引发的急、慢性全身毒性反应及植入机体后对动物机体局部组织的影响，皮内刺激反应的潜在性和程度。方法：参照GB／T16886．5-1997-ISO10993-5：1992对医用植人材料的评价标准和所推荐的生物学和动物试验，将n-HA／PA66埋植在动物体肌肉内，在不同时相点抽血对血液常规、炎性指标、血生化指标及肝、肾功能指标进行检测，以评价急性全身性毒性反应；又在不同时相点取材，行大体标本和病理组织切片观察。以不同浓度的材料浸提液加入动物血样中，用分光光度计测取各自的吸光度并算出相应的溶血率。通过在动物背部皮内注射材料浸提液，在规定时相点观察并计算其刺激指数(PII)。结果：n-HA／PA66在动物体内的急慢性毒性反应为无毒，各期试验组和对照组各项化验结果组间差异无显著性意义(P&gt;0．05)，证实材料埋置动物体内后未引起明显的血常规、炎性指标、血生化指标及肝肾功能变化，病理组织切片示材料周围的包裹组织，其炎性变化符合一般的炎症变化转归规律；不同浓度的材料浸提液与血液混溶的溶血率均&lt;3％，低于标准规定的5％；动物背部皮内注射材料浸提液后观察期原发性刺激指数(PⅡ)均在0～0．4区间内，按标准刺激反应判为极轻微。结论：新型骨修复和重建材料n-HA／PA66具有良好的生物相容性及生物安全性。     

载微球骨水泥的体内生物相容性

背景:课题组在前期实验中已经证实了载聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物微球骨水泥具有较高的强度,良好的注射性能和体外可降解性能,但其生物相容性如何还不清楚.目的:选择急性毒性试验,溶血试验,微核试验等检测载微球骨水泥的生物相容性.方法:首先合成柱状骨水泥和包裹微球骨水泥,取1 g材料加入到100 mL的磷酸缓冲液中无菌条件下浸泡3 d后提取的上清液即为骨水泥浸提液和微球骨水泥浸提液.以急性毒性实验、溶血试验、微核试验和热原试验来考察材料的体内毒性.结果与结论:急性毒性实验结果显示,骨水泥浸提液组和微球骨水泥浸提液组(除高浓度微球骨水泥组外)与阴性对照组均无明显差异,说明该材料浸提液没有对小鼠产生明显的毒性反应.溶血实验显示,各组材料对健康人血的溶血率均未超过5%.微核实验结果显示除0.4 m L骨水泥组和0.4 mL微球骨水泥组的微核率与阴性对照组差异有显著性意义,其余各组差异无显著性意义,说明该微球骨水泥的浸提液无明显细胞遗传毒性作用,但是高浓度和高剂量组的微球骨水泥仍有较低的毒性作用,主要表现为溶血率和微核率的提高,因此在应用时要适当控制微球骨水泥的剂量和浓度.热原试验显示,注射后家兔平均体温升高为0.06℃,小于1.4℃,说明材料无致热作用.     

掺锶聚磷酸钙的细胞相容性

背景:研究显示,以可降解生物陶瓷聚磷酸钙为基材,加入微量锶元素,通过调控材料结构如孔径、孔隙率等性能,可制备出有足够力学强度并可控降解的掺锶聚磷酸钙.目的:观察成骨细胞与掺锶聚磷酸钙的细胞相容性.方法:将兔成骨细胞与不同含锶质量分数(0～100%)的掺锶聚磷酸钙体外复合培养,进行形态学和功能测定.MTT法检测掺锶聚磷酸钙中成骨细胞的活力,并测定成骨细胞碱性磷酸酶活性.结果与结论:在倒置显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜下观察到成骨细胞在掺锶聚磷酸钙的表面和孔隙内大量黏附、增殖和生长,并且分泌细胞外基质及细胞表面的大量微绒毛,显示成骨细胞在掺锶聚磷酸钙材料上生长形态良好;同时通过MTT和碱性磷酸酶测定表明细胞功能良好,其中含锶1%掺锶聚磷酸钙细胞增殖活性及碱性磷酸酶活性最高,对成骨细胞无毒性,具有良好的细胞相容性.     

冻干去抗原羊松质骨支架的生物相容性评价

背景：异种骨具有与人类骨类似的天然多孔结构,在治疗骨缺损时可引导骨组织再生,但植入过程中也会引起不同程度的免疫反应。目的：采用冻干法制备去抗原羊脊椎松质骨支架材料,并评价其生物相容性。方法：取羊脊椎松质骨,制备两组去抗原异种骨支架,化学组经H2O2、甲醇/氯仿混合液等化学试剂处理;冻干组将经化学处理的羊松质骨在-80℃冰箱中低温冷冻4周,真空干燥,60结果与结论：冻干组支架无细胞毒性、急性毒性及热源反应,皮内刺激实验阴性;化学组支架有细胞毒性及轻微急性毒性反应,有致热源作用及轻度皮肤刺激性。结果表明经过化学处理羊脊椎松质骨支架的生物相容性相对较差,而化学处理配合低温冷冻、真空干燥及Co照射消毒。①细胞毒性实验：分别采用化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液与DMEM/F12培养基培养羊骨髓间充质干细胞。②热源实验、急性毒性实验：从兔耳缘静脉分别注射化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液与生理盐水。③皮内刺激实验：分别在兔脊柱背部皮下注射化学组材料浸提液、冻干组材料浸提液、生理盐水及乙醇。60 Co照射的羊脊椎松质骨生物相容性较好,基本能达到骨组织工程支架材料的要求。     

双相陶瓷样生物骨的生物相容性

背景：异种生物骨经适当理化处理后的主要成分是羟基磷灰石，其生物降解性能差，常需要改性或与其他材料复合以加速其吸收，经改性后能很好地作为骨组织工程的支架材料。目的．观察双相陶瓷样生物骨的生物相容性及复合骨髓间充质干细胞移植的最佳时机。设计、时间及地点：观察性实验，于2007-01／06在昆明医学院生物医学工程研究中心完成。材料：将猪椎骨煮沸12h，经系列乙醇脱水后于800℃条件下煅烧6h后制得陶瓷化骨，完全去除有机成分，再将陶瓷化骨与适当浓度的焦磷酸钠溶液复合后于800℃煅烧1h，经缓慢冷却后制得双相陶瓷样生物骨。万法将双相陶瓷样生物骨材料植入成年日本大耳白兔双股部肌袋中，第2，4，8，12周时取材行常规组织学检测；同时将双相陶瓷样生物骨与取自2周龄日本大耳白兔的骨髓间充质干细胞体外复合培养，第2，4，6，8，10天时行MTT法测定及扫描电镜观察。王要观察摆际：植入双相陶瓷样生物骨后组织学观察：骨髓间充质干细胞在双相陶瓷样生物骨上黏附、增殖情况。结果。植入后动物切口愈合良好，肌肉纤维结缔组织及毛细血管由材料表面长入孔隙内，材料周围未见明显的淋巴细胞浸润，未见新骨形成。骨髓间充质干细胞附于双相陶瓷生物骨材料上生长增殖，细胞数量随培养时间增加，传代接种后第1～4天细胞增殖缓慢，于第5天细胞增殖加速，第8天时细胞增殖达稳定期，随后细胞增殖逐渐下降。结论双相陶瓷生物骨具有良好的生物相容性及细胞相容性，双相陶瓷生物骨材料复合骨髓间充质干细胞移植的最佳时机为体外复合培养第8天。     

煅烧骨的生物相容性及细胞相容性评价

背景:煅烧骨的主要成分是高纯度的羟基磷灰石,其钙磷比值接近于人骨,且制作方法简单,价格低廉,受到广泛关注。目的:观察煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性,为组织工程骨重建颌骨缺损奠定一定基础。设计、时间及地点:观察性实验,2008-04在青岛大学医学院中心实验室及口腔研究室完成。材料:成年牛长骨骨骺端在箱式电阻炉内煅烧成煅烧骨。方法:将煅烧骨与第3代已经诱导的骨髓间充质干细胞复合,倒置显微镜和扫描电镜观察细胞相容性;应用溶血试验、凝血试验、急性毒性试验及皮下植入试验观察煅烧骨的生物相容性。主要观察指标:煅烧骨的孔隙率和超微结构;煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性。结果:煅烧后的松质骨块呈白色,其骨小梁结构完整,骨小梁的间隙为相互连通的孔隙,孔径主要在190～750μm,孔隙率为(80.39±1.40)%。骨髓间充质干细胞接种到煅烧骨后,倒置显微镜显示接种即刻细胞即充满煅烧骨网孔,24h可见大量细胞黏附于支架上,7d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清;扫描电镜显示接种1d可见少量细胞黏附与煅烧骨上,细胞多个伪足向四周伸出,接种7d可见大量细胞与胶原纤维覆盖于支架上,基本包埋支架。生物相容性试验显示煅烧骨无溶血现象,不引起凝血功能改变,无毒,皮下植入后动物伤口无感染、化脓,植入材料无排出现象,取材时见材料周围肌肉颜色、质地正常。结论:煅烧骨经高温煅烧后,可以彻底消除其抗原性,不会产生免疫排斥反应,细胞、组织、血液相容性及生物安全性好,可作为颌骨组织工程支架。     

氨基酸聚合物复合硫酸钙材料的体内生物相容性

背景:氨基酸聚合物是一种新型的生物工程材料,具有多种优点,临床应用前景广阔.但现阶段针对此种新型材料的体内试验研究数据仍十分有限.目的:采用动物体内实验的方法,评价新型生物工程材料氨基酸聚合物复合硫酸钙的体内相容性.方法:将多元氨基酸聚合物与硫酸钙进行复合制备成多孔复合材料及其浸提液,进行以下实验:①全身急性毒性实验,10只SD大鼠分为两组,腹腔注射材料浸提液或生理盐水,观察记录1周内大鼠的活动及生长情况.②慢性毒性实验,材料植入新西兰兔背部肌肉,观察术后1,4,8周肝肾功能变化.③皮内刺激实验,5只新西兰大白兔背部皮内注射材料浸提液,观察注射部位红斑、水肿出现情况.④肌肉植入实验,材料植入新西兰兔背部肌肉,术后1,2,4,6,8周取材,观察材料与周围组织反应情况.结果与结论:①急性毒性实验显示大鼠注射材料浸提液后活动正常,两组大鼠体质量均呈上升趋势,且体质量增加率比较差异无显著性意义(P＞o.05).②新西兰兔背部肌肉材料植入后未见明显肝肾功能损害.③皮内刺激实验显示新西兰兔背部浸提液注射部位未出现红斑、水肿等刺激反应情况.④新西兰兔肌肉植入实验显示材料周围炎症反应轻微,包膜逐渐吸收,未见排斥反应.植入材料周边肌细胞的细胞色素氧化酶和乳酸脱氢酶等酶活性在各时间点均无明显减弱.结果提示新型材料氨基酸聚合物复合硫酸钙具有良好的体内安全性和相容性,在体内能够很好的降解、吸收,可望用作骨修复材料.     

镁锌合金与大鼠肠道的生物相容性

背景:镁合金在骨科已进行一些初步研究,有较好的生物相容性,目前尚未在肠道进行相关基础研究.目的:镁锌合金植入大鼠盲肠,观察其与大鼠的生物相容性.方法:取SD大鼠随机区组法分为镁合金组、纯钛组和假手术组,镁合金组在盲肠切口周围包埋长约5 mm×1 mm×1 mm镁锌合金条,纯钛组植入相同尺寸的医用纯钛条,假手术组仅做缝合.于术前、术后第7,14,21,28天,观察血清谷草转氨酶、肌酐、镁离子浓度;植入材料区X射线片;肝、肾和材料植入区盲肠病理学变化.结果与结论:各组同一时间节点血清谷草转氨酶、肌酐、镁离子浓度的差异无显著性意义(P>0.05);镁锌合金逐步降解,28 d时部分降解;肝肾盲肠病理无明显异常.结果提示,镁锌合金对肠道无明显影响,其降解时间发挥固定功能时间长于肠道愈合时间,且有较好的生物相容性,可用作胃肠吻合器所用到的吻合钉.     

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景：以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想。其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效。目的：新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用。方法：将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料。60只成年新西兰兔建立15mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料。于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况。结果与结论：光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组。结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果。     

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景:以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想.其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效.目的:新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用.方法:将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料.60只成年新西兰兔建立15 mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料.于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况.结果与结论:光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组.结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果.     

膨体聚四氟乙烯作为软组织内充填材料的生物相容性研究

目的比较膨体聚四氟乙烯(expandedpolytetrafluroethlene,ePTFE)和加成型硅橡胶材料的生物相容性。方法将ePTFE和加成型硅橡胶分别植入家兔眶间部皮下和背部肌肉内,实验采用自体对照。术后首先观察植入部位愈合情况,然后分别在4周、8周及16周取材,组织学观察其生物相容性。结果ePTFE组的愈合情况优于加成型硅橡胶组,未见血肿形成、感染及排出。组织学观察,组织逐渐深入ePTFE孔隙中,ePTFE组没有长期的炎症反应,几乎没有异物反应。结论ePTFE材料具有良好的组织相容性,允许组织向内生长,适合作为软组织内充填材料。     

新型硅橡胶人工晶状体兔眼植入的生物相容性评价

背景：软性人工晶状体的材料主要有硅凝胶、疏水性丙烯酸酯、亲水性丙烯酸酯和水凝胶等,但各材料优缺点不同,其长期生物学特性仍待临床检验。为改善白内障术后的视觉质量,提高人工晶状体的生物相容性及光学性能,进行新材料的开发是目前研究的热点。目的：评价自主研制的新型硅橡胶后房型人工晶状体兔眼植入半年的生物相容性。方法：选取20只新西兰白兔,均单眼行透明晶状体超声乳化吸除术联合人工晶状体植入,实验组（10眼）植入自主研制的硅橡胶（T-10）后房型人工晶状体,对照组（10眼）植入现已上市的硅凝胶后房型人工晶状体（EFC550）。结果与结论：植入后早期,两组兔眼均有较重的前房渗出,差异无显著性意义。两组兔眼后囊膜混浊程度差异无显著性意义。植入后90d及180d,实验组虹膜后粘连情况轻于对照组。可见新型硅橡胶人工晶状体色素层生物相容性优于硅凝胶人工晶状体,具有临床可应用性。