仿生组装纳米羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及其生物相容性研究

目的 探讨以一种简单、廉价的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)复合材料,并评价其理化特征和生物相容性. 方法采用原位沉析和冷冻干燥法制备n-HA/CS支架,通过扫描电镜、组织切片染色、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用万能材料试验机分析材料的力学性能.采用材料浸提液和表面接种考察n-HA/CS复合材料对第3代人骨髓基质干细胞(hBMSCs)黏附、增殖的影响,评估其细胞相容性.将n-HA/CS复合材料植入新西兰大白兔背部肌袋,经组织学染色后评价其组织相容性. 结果 n-HA/CS复合材料具有多孔结构,孔隙率为(88.65±2.34)%,孔径为(112.63±20.47) μm,HA晶体颗粒长度为200～700 nm,且分散均匀;X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体.材料的断裂强度为(1.47±0.15)MPa,弹性模量为(37.52±3.43)kPa,可满足非负重部位骨修复要求.n-HA/CS材料浸提液未明显抑制hBMSCs的增殖,直接接种在n-HA/CS复合材料表面的细胞黏附、增殖功能正常;组织相容性实验也表明,植入4周后组织炎性反应明显减轻,12周后材料基本降解并由新生组织爬行替代. 结论采用原位沉析和冷冻干燥法制备的n-HA/CS复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望应用于组织工程骨的构建.     

壳聚糖—明胶网络／羟基磷灰石6复合材料支架的研究—制备及形貌

目的 制备壳聚糖－明胶网络／羟基磷灰石（CS－Gel/HA)复合材料多孔支架,并考察组分和制备条件对其微观形貌的影响。方法 采用相分离法制备CS－Gel/HA多孔支架;利用扫描电镜观察微观形貌;液体替代法测孔隙率。结果 采用相分离法,通过控制组分配比和预冷冻温度可制备不同密度和孔隙率的CS－Gel/HA多孔支架。结论 CS－Gel/HA复合材料三维支架有望成为培养自体成骨细胞的支架材料。     

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。     

纳米羟基磷灰石-壳聚糖骨组织工程支架的研究

目的以一种简单、有效的方法制备多孔的纳米羟基磷灰石(nano hydroxyapatite,nano-HA)-壳聚糖(chitosan,CS)复合支架,并评价其理化性能及与细胞相容性。方法采用原位复合-冷冻干燥方法,制备多孔nano-HA-CS支架。通过扫描电镜、透射电镜、X线衍射和傅立叶红外光谱分析支架的微观形貌及材料的组成。分离初生Wistar大鼠的成骨细胞,取传代培养第3代细胞分别与nano-HA-CS支架和纯CS支架共培养2、4、6、8h,各时间点各取4个样品,测定细胞在支架上的黏附率,并通过组织化学染色、扫描电镜观察细胞形态。结果nano-HA-CS复合支架具有多孔结构,孔径为100~500μm,大多数孔径为400~500μm。具有很高的孔隙率,随CS和HA含量的增加,孔隙率明显降低,密度升高。扫描电镜和透射电镜观察显示合成的HA晶体,晶粒大小为纳米级,在支架孔壁上均匀、连续分布如“铺路石”样。X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体。细胞相容性实验显示,成骨细胞在支架上黏附、增殖,并分泌纤维状细胞外基质;在复合支架上的黏附率明显高于纯CS支架。结论采用原位复合与冷冻干燥法结合制备的nano-HA-CS复合支架具有良好的理化性质和细胞相容性,有望应用于组织工程骨的构建。     

壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石复合材料支架的研究--成骨细胞培养

目的　研究大鼠颅骨成骨细胞在壳聚糖 -明胶网络 /羟基磷灰石 (CS- Gel/ HA)复合材料支架上的生长情况。方法　将原代培养大鼠颅骨成骨细胞第 3代 ,密度为 1.0 1× 10 6 / m l悬液 ,种植于孔隙率分别为85 .2 0 %、90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA支架材料中 ,利用细胞计数法检测种植后 3天 ,1、2及 3周的细胞增殖曲线 ,采用 HE和 von Kossa染色方法观察细胞生长、骨样组织形成和矿化沉积情况。结果　大鼠颅骨成骨细胞在孔隙率为 85 .2 0 %的支架中增殖较慢 ,在孔隙率为 90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA复合材料支架上生长良好 ,增殖较快 ,周围分泌有大量细胞外基质 ,3周时局部已出现骨样组织 ,且细胞 /支架结构物有利于钙质沉积。结论　CS- Gel/ HA复合材料支架有望成为培养自体成骨细胞的材料 ,以重建新的骨组织     

纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯人工骨支架的制备及其功能评价

[目的]体外研究评价纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯(nHA/pHEMA)生物支架的生物特性及其对转染骨形态发生蛋白-7(bone morphogenetic protein 7,BMP-7)的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal-stem cells,BMSCs)成骨分化的影响。[方法]将nHA与pHEMA复合构建nHA/pHEMA复合物支架。将BMP-7体外转染BMSCs并作为种子细胞接种至n HA/p HEMA支架。采用MTT、荧光显微镜及电镜扫描评价nHA/pHEMA支架的生物相容性和细胞毒性。ALP活性和RT-PCR检测分析BMP-7对复合nHA/pHEMA支架BMSCs成骨分化的影响。最后进行无侧限抗压试验评价nHA/pHEMA支架的生物力学特性。[结果]MTT荧光显微镜及电镜检测结果表明接种于nHA/pHEMA支架的BMSCs生长及增殖情况良好。BMP-7转染组与BMSCs组的细胞增殖水平差异无统计学意义(P0.05)。ALP活性检测发现BMP-7-BMSC组的ALP水平在培养第7 d和14 d明显高于BMSCs组(P0.05),RTPCR发现BMP-7-BMSCs组的RUNX2、COLI、OPN和OCN表达水平在培养第7 d和第14 d显著高于BMSCs组(P0.05)。生物力学检测发现nHA/pHEMA支架在高压力负荷及形变条件下未出现脆性骨折。[结论]nHA/pHEMA支架具有良好的生物相容性及生物力学特性,BMP-7能够显著促进复合nHA/pHEMA支架的BMSCs成骨分化,BMP-7-BMSCs与nHA/pHEMA支架复合可以作为理想的骨修复材料促进骨形成。     

羟基磷灰石/β－磷酸三钙/甲壳素复合多孔支架材料的制备及生物相容性研究

目的 探讨羟基磷灰石/β-磷酸三钙/甲壳素(HAP/β-TCP/CS)多孔支架的制备及其与人体骨髓间质干细胞(MSCs)的生物相容性.方法 以羟基磷灰石粉体为基体,采用有机泡沫浸渍-发泡复合成型工艺制备出羟基磷灰石/β-磷酸三钙多孔支架,再将该多孔支架与甲壳素复合得到有机-无机复合支架,然后通过体外培养实验评价该复合支架的干细胞相容性.结果 复合甲壳素可以显著提高HAP/β-TCP支架的抗压强度,并且该支架具有三维连通网状结构,细胞在支架上粘附,生长良好.结论 该复合多孔支架具有良好的干细胞亲和性和生物相容性.     

纳米级羟基磷灰石骨科材料研究进展

纳米级羟基磷灰石材料人工制备技术已经成熟．复合材料能模拟自然骨结构．增加成骨细胞的贴附、增殖和矿化,并有肿瘤细胞杀伤作用．有望成为下一代骨科材料。     

骨髓基质干细胞复合纳米羟基磷灰石/聚乳酸构建组织工程骨

目的：了解骨髓基质干细胞（MSCs）复合纳米羟基磷灰石／聚乳酸（n-HA／PLA）构建组织工程骨的异位成骨作用。方法：选择6只新西兰白兔，实验组于动物脊柱左侧肌肉内植入MSCs复合n-HA／PLA构建的组织工程骨，对照组于右侧植入n-HA／PLA生物材料。术后4、8周取材，行溴脱氧尿嘧啶（Brdu）标记细胞检测和组织学观察。结果：术后4周，实验组材料边缘均可检测到Brdu标记的MSCs。术后4、8周，实验组材料内部有新骨形成，随着时间推移，新骨量增多，编织骨向板层骨过渡。对照组材料未见新骨形成。结论：MSCs复合n-HA／PLA构建的组织工程骨具有很好的异位成骨作用。     

包封硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架的实验研究

 目的 研制一种包封硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架, 为临床治疗骨缺 损、骨髓炎提供一定帮助。方法 离子凝胶法制作载硫酸依替米星的壳聚糖颗粒, 载药颗粒结合纳米级 羟基磷灰石于模具中成形, 采用冻干成孔法制备多孔缓释载药纳米骨支架。使用扫描电子显微镜观察 支架表面及其研碎颗粒、X线多晶衍射检测判断其组成、总孔隙率测定以了解其相关表征;进行抑菌实 验及长期和累计释药实验了解骨支架抗菌性及缓释性;最后通过骨髓间质干细胞与支架共培养, 检测 支架的组织相容性。结果 载药纳米骨支架为多孔圆柱形颗粒, 电镜下其具有纳米级球棒状微观结构, 材料表面及内部孔隙分布良好, 总孔隙率为 70.68%, X线多晶衍射为典型羟基磷灰石波形;抗菌性实验 中其抑菌效果可维持 1周以上, 7d后仍有药物释出;对骨髓间质干细胞无明显抑制作用。结论 包封 硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架具有与松质骨类似的孔隙结构及组成成分, 良好的缓 释抗菌效果, 可降解, 组织相容性好, 是较有前景的人工骨替代材料。     

胶原/羟基磷灰石骨软骨一体化支架的生物学特性研究

[目的]对体外条件下胶原/羟基磷灰石一体化复合材料的生物学特性进行评价,探讨其作为骨软骨组织工程支架的可行性。[方法]以胶原和羟基磷灰石为原料,研制出由胶原逐层过渡到羟基磷灰石为主的一体化支架材料,其软骨层主要成分为胶原,骨层主要成分为羟基磷灰石。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率。将材料与兔骨髓基质细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况。[结果]胶原/羟基磷灰石一体化复合支架具有疏松多孔结构,其中软骨层孔径大小(90±15)μm,骨层孔径大小(120±20)μm,孔隙率(75±5.0)%。细胞在材料上生长良好。[结论]胶原/羟基磷灰石一体化复合材料具有适宜的孔隙结构和良好的生物相容性,可用作骨软骨组织工程支架材料。     

具有缓释rhBMP-2作用的仿生骨支架的构建及其体外生物活性评价

[目的]构建纳米羟基磷灰石/明胶/纤维蛋白胶/rhBMP-2三维多孔隙仿生型支架,体外研究其控制rh-BMP-2释放及其对人骨髓基质干细胞(hBMSCs)增殖、黏附及分化的影响。[方法]利用二次冷冻干燥法制备nHA/明胶/FS/rhBMP-2复合支架,电镜观察支架内部结构及孔隙率。ELISA法测定rhBMP-2体外释放情况;通过电镜观察、DNA、碱性磷酸酶(ALP)含量测定及免疫组化观察细胞在材料表面黏附、增殖及成骨分化情况。[结果]电镜观察显示支架材料具备三维孔隙性结构,孔径约为164.48μm±31.2μm,孔隙率为87.9%±2.01%;细胞在材料表面均匀黏附,生长状态良好,并有基质分泌。rhBMP-2从支架内部缓慢释放达40 d左右;细胞与材料共培养5 d,其DNA与碱性磷酸酶含量显著性增高,与空白对照组相比具有统计学差异(P<0.01);与材料共培养7 d,细胞骨钙素、Ⅰ型胶原免疫组化染色呈强阳性,共培养14 d时四环素荧光显示钙结节形成。[结论]制备的支架材料具备与自然骨相似的三维孔隙性结构及组分,同时缓释rhBMP-2,促进BMSCs黏附、增殖及成骨分化的能力。     

壳聚糖/羟基磷灰石支架修复骨软骨缺损的实验研究

[目的] 探讨双层壳聚糖(chitosan CS)/羟基磷灰石复合支架(hydroxyapatite HA)修复兔骨软骨缺损的可行性.[方法] 采用冻干法和烧结法制作双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架,以骨髓间充质干细胞为种子细胞,运用纤维蛋白胶种植技术,以双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架为载体,修复骨软骨缺损,实验分3组,A组:BMSc 支架,B组:单纯支架,C组:未处理.将修复材料植入骨软骨缺损模型,分别于6、12周取材,进行大体观察,组织学检测,改良Wakitani法评分,经统计学处理,比较各组修复效果差异(P＜0.05).[结果] (1)CS/HA支架CS层孔隙率为76%± 5.01%,孔径为200～400 μm,平均为300 μm左右,孔相通性好,HA层孔隙率为72%± 4.23%,孔径为200～500 μm,平均为350 μm左右,孔相通性好,结合部结合好;(2)P2骨髓间充质干细胞较纯,扫描电镜观察MSCs附着在复合支架上.大体观察和组织学检测显示, A组基本修复软骨缺损,骨缺损有骨小梁长入.B、C组骨软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维性组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在,改良Wakitani评分显示A组在6周、12周2个时间点的各项评分结果,均优于B、C组,且差异有统计学意义(P＜0.05).[结论] 双层壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合支架可作为骨软骨组织工程支架,结合BMSc可修复软骨与骨的缺损,重建关节的解剖结构和功能.     

乳液冷冻干燥法制备明胶多孔支架及其性能研究

目的 采用乳液冷冻干燥法制备用于组织修复的明胶多孔支架材料,考察主要制备参数对支架材料性能的影响,为进一步制备满足细胞培养和临床应用的支架材料提供依据.方法 采用乳液冷冻干燥法,将明胶溶液与有机醇混合制成乳液,预冻,冷冻干燥得到支架材料,考察其性能.结果 制备过程中,乳液的固含量,预冻温度对支架材料的微观结构、表观密度、含水量和孔隙率有较大影响.结论 采用乳液冷冻干燥法可以成功的制备明胶多孔支架材料,通过控制反应条件和参数可以调整支架孔隙结构和性能,从而得到满足需要的支架材料.     

仿生增强型纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架研究现状

骨组织工程是修复骨缺损最有前途的方法,寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一。近年来采用仿生学原理制备的增强型纳米羟基磷灰石聚乳酸复合支架材料因具有良好的生物相容性和生物降解性而广泛研究。该文就纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架材料的制备、力学性能及影响因素、与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化骨、与骨形态发生蛋白复合构建活性人工骨的成骨性能研究现状作一简要综述。     

复合型纳米羟基磷灰石人工骨研究进展

羟基磷灰石人工骨具有良好的生物相容性和生物活性,其缺点是脆性较大及骨诱导性较弱.与纳米羟基磷灰石复合的有机高分子材料具有生物相容性和可降解性,复合后能相互补强,从而可提高人工骨的强度和韧性,有效修复骨缺损;纳米羟基磷灰石和天然高分子材料复合后可达到松质骨的强度;骨生长因子加入复合人工骨,缓释后持续诱导骨生成,使复合人工骨获得骨诱导性能;纳米双相生物陶瓷的降解性能较纳米羟基磷灰石好,多孔隙纳米双相陶瓷人工骨有骨传导性和成骨性.理想的人工骨不是拘泥于对骨组织结构和成分的简单模仿,而是要构建符合生物学特性的多孔隙、高强度骨细胞爬行支架.     

纳米羟基磷灰石骨修复材料研究进展

纳米羟基磷灰石(HAP)骨修复材料具有良好的生物学特性和生物相容性,与胶原、骨形态发生蛋白、血管内皮生长因子、壳聚糖、蚕丝蛋白、半水硫酸钙等复合后的理化性质得到明显改进,载入抗生素后成为一种有效的载药系统,其生物安全性评价有待进一步深入。该文就纳米HAP及其与天然材料、非天然材料复合后的理化性质,载入抗生素后的特点作一综述。     

纳米级羟基磷灰石梯度涂层植入体骨结合的研究

目的 研究纳米级羟基磷灰石梯度涂层植入体的骨结合情况。方法在Beagle犬股骨髁植入纳米级羟基磷灰石梯度涂层栓、普通级羟基磷灰石栓和钛合金（Ti-6AL-4V）栓,4、8和12周比较植入体-骨界面的组织学、骨动力学参数并进行电镜观察。结果纳米级羟基磷灰石梯度涂层组的降解速度慢于普通级羟基磷灰石组,骨动力学参数和成骨细胞形态均优于对照组。结论纳米级羟基磷灰石梯度涂层植入体优于普通级羟基磷灰石涂层植入体。     

系列可吸收珊瑚羟基磷灰石的制备及作为骨组织工程支架材料的实验研究

目的研制性能稳定的系列可吸收珊瑚羟基磷灰石。方法①珊瑚在高温高压条件下与磷酸氢二铵反应，反应后分析三组转化材料的物相组成和晶体构型。②观察反应产物生物降解情况。进行金属元素分析，了解毒性元素的含量，并对其进行溶血实验、细胞毒性实验和骨相容性实验。结果①在不同条件下进行水热反应，生成不同碳酸钙，羟基磷灰石比例的梯度材料。②此梯度材料保持了多孔网状结构的特点，其小梁超微结构可见表面有一薄层致密的物质。③转化材料生物相容性良好。结论①在不同反应条件下，可形成梯度珊瑚羟基磷灰石材料。②转化材料保持了多孔网状结构，表面有一薄层羟基磷灰石。③转化材料可作为骨组织工程的支架材料。     

纳米级羟基磷灰石梯度涂层植入体的生物反应

目的 :研究纳米级羟基磷灰石梯度涂层植入体的骨结合和界面细胞因子的表达。方法 :在Beagle犬股骨髁植入纳米级羟基磷灰石梯度涂层栓和钛合金 (Ti 6AL 4V )栓 ,在 4、 8、 12周比较植入体 -骨界面的组织学和TNF α、IL 1β、IL 6、IL 10的表达。结果 :植入体 -骨界面能快速的达到骨性结合 ,TNF α、IL 1β、IL 6表达水平较低 ,IL 10水平明显高于钛合金组。结论 :纳米级羟基磷灰石梯度涂层材料有临床应用前景。