羟基磷灰石涂层钛合金材料生物相容性研究初探

目的探讨一种新型的代骨材料--羟基磷灰石涂层的钛合金材料的生物相容性。方法制备羟基磷灰石涂层钛合金材料浸提液后,采用细胞毒性实验以观察实验样品浸提液对L929小鼠成纤维细胞的毒性反应;通过对小鼠尾静脉及腹腔注射试验样品浸提液后,观察其对小鼠的急性全身毒性反应;Ames实验及迟发型超敏反应实验对其遗传毒性及致敏性进行安全性评价。结果羟基磷灰石涂层钛合金材料浸提液对L929小鼠成纤维细胞的相对增殖率(RGR)为96.9%,细胞毒性反应为1级,无细胞毒性反应;对小鼠亦无明显的急性全身毒性作用,实验样品组与阴性对照组动物体质量差异无统计学意义(P0.05);遗传毒性Ames实验表明,在活化与非活化条件下,该材料浸提液对鼠伤寒沙门氏菌株的回变菌落数与对照组比均未增加2倍,对该菌株无诱变性;迟发型超敏反应实验显示,该材料浸提液无潜在的皮肤接触致敏性。结论羟基磷灰石涂层的钛合金材料具有良好的生物相容性。     

海藻酸钙/聚组氨酸微胶囊的毒性试验研究

为了考察海藻酸钙/聚组氨酸微胶囊的毒性特征,我们利用MTT比色法和小鼠尾静脉注射法,分别考察了该微胶囊的细胞毒性和急性全身毒性。结果表明：微胶囊浓度≤1.0mg/mL时,材料对L929细胞生长无明显抑制作用;微胶囊浸提液即使在高浸提比（10.0mg/mL）下,浸提产物也无细胞毒性作用。急性全身毒性试验结果显示：微胶囊浸提液不引起急性全身毒性反应,表明微胶囊浸提液无有毒的沥滤物和降解产物产生。说明海藻酸钙/聚组氨酸微胶囊无明显毒性。     

新型医用无镍不锈钢的生物相容性评价

背景：BIOSSN4无镍不锈钢是一种奥氏体医用不锈钢材料,在中国药品生物制品检定所通过了标准的溶血实验、细胞毒性实验和致敏实验。 目的：评价新型医用BIOSSN4无镍不锈钢的体外细胞毒性及抗腐蚀性。 方法：将小鼠L929成纤维细胞悬液以1×108 L-1的浓度接种于96孔板,分5组培养,分别加入BIOSSN4无镍不锈钢浸提液、316L不锈钢浸提液、金合金浸提液、铅材料浸提液(阳性对照)及RPMI1640培养液(阴性对照)。培养1,2,3 d,观察细胞形态,采用MTT法检测各组吸光度值,计算细胞相对增殖率,评价毒性分级。在模拟口腔环境中,检测BIOSSN4无镍不锈钢、316L不锈钢及金合金的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度及极化电阻。 结果与结论：培养3 d内,铅材料浸提液组细胞皱缩,细胞数量明显减少,细胞相对增殖率低于其余4组(P < 0.05);其余4组细胞形态良好,增殖旺盛,细胞相对增殖率均在75%以上。BIOSSN4无镍不锈钢浸提液、316L不锈钢浸提液与金合金浸提液的毒性均为1级,铅材料浸提液的毒性为2至3级,表明BIOSSN4无镍不锈钢具有良好的生物相容性。BIOSSN4无镍不锈钢的抗腐蚀性高于316L不锈钢,低于金合金。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

纳米载银磷酸锆抗菌聚氨酯的细胞毒性检测

背景：聚氨酯是一种研究热门的医用高分子材料,并在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。 目的：制备并观察纳米载银磷酸锆抗菌聚氨酯生物材料对L929细胞增殖活性的影响及细胞毒性反应。 方法：采用MTT法检测各组抗菌聚氨酯对传代培养小鼠成纤维细胞L929的细胞毒性,L929细胞接种于96孔板,随机分为3组进行培养,实验组用抗菌聚氨酯浸提液处理,阳性对照组用苯酚溶液,阴性对照组用高密度聚乙烯浸提液,于24,48,72 h后在倒置相差显微镜下观察细胞形态,通过MTT比色法检测各组细胞的相对增殖率,并评价材料的细胞毒性。 结果与结论：实验组作用于小鼠成纤维细胞24,48,72 h后,相对增殖率分别为94.3%~97.9%,94.5%~99.8%和90.8%~96.3%,材料细胞毒性评级为Ⅰ级。提示添加低浓度纳米载银无机抗菌剂RHA-2(添加比例<5%)的热塑性聚氨酯,无细胞毒性,符合医用生物材料安全标准。     

MTT法评价医用高分子材料的细胞毒性

为研究医用高分子材料的细胞毒性，采用能快速评定细胞增殖率和细胞毒性的比色分析方法-MTT比色法，分别检测三类医用高分子材料的浸提液对小鼠成纤维细胞L929细胞相对增殖率的影响，评价其细胞毒性。参照美国药典的评价标准，三类医用高分子材料均呈现出高的细胞相对增殖率，其细胞毒性为l级，即无细胞毒性。     

新型无镍ZrCuFeAlAg非晶态合金的体外细胞毒性

通过检测一种新型无镍Zr-基非晶态合金Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3的体外细胞毒性,并与常用生物医用合金Ti6Al4V的细胞毒性进行比较,以评价该材料的生物相容性。按照ISO 10993-5:1999及GB/T 16886.5-1997标准,将Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3、纯Zr及Ti6Al4V材料按试件表面积与培养液体积比为1cm2/mL和0.5cm2/mL分别提取浸提液,再用Cell Counting Kit-8(CCK-8)试剂分别检测以浸提液培养的人骨肉瘤MG-63细胞1、3、5d后的光密度(OD)值并计算细胞相对增殖率(RGR)以评价其细胞毒性。将人骨肉瘤MG-63细胞培养于合金样本表面3d后固定并分别采用激光共聚焦显微镜(LSCM)及扫描电镜(SEM)观察各组材料表面细胞生长形态。间接细胞毒性试验CCK-8结果提示,Zr60.14Cu22.31Fe4.85Al9.7Ag3组及纯Zr组与Ti6Al4V组相同,其1、3、5d的细胞相对增殖率均大于85%,经细胞毒性分级均为0或1级,符合国家医用材料合格标准;直接细胞毒性试验LSCM观察人骨肉瘤MG-63细胞在各组材料样本表面生长形态相似,并且各组与阴性对照组细胞数量之间无明显差别;SEM观察到人骨肉瘤MG-63细胞于各组材料表面贴壁生长及细胞形态均良好,基本符合医用材料标准,表明该材料具有良好的细胞生物相容性。因此,我们初步认为它可成为潜在的生物医用替代材料,尤其用于骨科植入材料。     

新型304-Cu抗菌矫治器的细胞毒性

背景：正畸矫治器的戴用破坏了牙齿及其周围组织的环境,造成菌斑堆积,引起一系列不良反应。 目的：检测含铜抗菌不锈钢正畸矫治器的细胞毒性。 方法：①CCK-8检测细胞增殖：取生长旺盛的人口腔上皮癌细胞KB,实验组加入含铜抗菌不锈钢材料浸提液,对照组加入普通医用不锈钢材料浸提液,阴性对照组加入DMEM培养基,阳性对照组加入苯酚,分别培养24,48,72 h。②流式细胞仪Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡：观察普通医用不锈钢、含铜抗菌不锈钢材料对数生长期末人口腔上皮癌细胞KB凋亡的影响,设置空白对照组。 结果与结论：①培养48 h后,阳性对照组A值随作用时间延长逐渐降低,其余组细胞A值随时间延长逐渐递增(P < 0.05),且实验组高于对照组(P < 0.05)。普通不锈钢和抗菌不锈钢材料的细胞毒性均为1级。②普通医用不锈钢、含铜抗菌不锈钢组凋亡细胞均较少,且含铜抗菌不锈钢组少于普通医用不锈钢组(P均< 0.05)。表明含铜抗菌不锈钢材料生物相容性良好,毒性等级与医用不锈钢相同,符合口腔正畸材料的临床应用要求。     

医用新型Mg-Li-Ca合金材料体外生物相容性及生物活性评价

背景:新型Mg-Li-Ca合金是否具有生物相容性和生物活性,目前还未被证实。目的:通过体外实验评价新型医用Mg-Li-Ca合金的组织相容性及生物活性,初步探讨其作为医用植入材料的可行性。方法:分别采用Mg-Li-Ca合金浸提液、纯Mg浸提液、AZ31B合金浸提液与α-MEM培养液培养第3代小鼠胚胎成骨细胞,培养1,3,5 d,采用MTT法检测细胞A值并计算相对增殖率;培养5,7 d,使用碱性磷酸酶试剂盒检测细胞碱性磷酸酶活性。将第3代小鼠胚胎成骨细胞与Mg-Li-Ca合金、纯Mg、AZ31B合金分别共培养于24孔板,培养1 d后扫描电镜观察材料表面黏附及增殖情况。结果与结论:Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金对成骨细胞的细胞毒性为Ⅰ级,无细胞毒性,且Mg-Li-Ca合金对细胞毒性明显小于纯Mg和AZ31B合金,对成骨细胞生长增殖无显著影响,呈现出良好的生物相容性。Mg-Li-Ca合金和纯Mg对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶无影响,具有良好的生物活性;AZ31B对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶有显著影响。成骨细胞可在Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金表面正常黏附生长。表明新型Mg-Li-Ca合金有望成为新型骨科植入材料。     

脱细胞软骨生物支架材料的生物学特性

目的 探讨脱细胞软骨生物支架材料（ACM）在细胞毒性、溶血试验、急性全身毒性等方面的生物学特性：方法①ACM的制备：猪膝关节软骨冻干加工为粉末，胰酶消化，曲拉通洗脱，蒸馏水洗净冻干，紫外线照射（UVI）后成型；③细胞毒性测定：材料浸提液培养细胞进行细胞形态人体观察，MTT法观察细胞活性；③急性全身毒性反应：材料浸提液注射入SD大鼠腹腔观察材料对动物表现及体重变化的影响；④溶血试验：材料浸提液与稀释动物鲜血混合观察红细胞溶解情况，492nm下检测OD值计算相对溶血率；结果 ①细胞毒性试验：24h、48h、72h各时间段内三组细胞OD值两两比较（P〉0．05），无显著差异，ACM细胞毒性为0级；②动物急性毒性实验：Ⅰ生物材料处理组和Ⅱ生理盐水处理组对动物体重影响没有差异（P〉0．05），Ⅰ生物材料处珊组和Ⅲ苯酚处理组对动物体重有显著差异（P〈0．05）；③溶血试验：材料相对溶血率为2.92％，低于5％的标准，尢明显溶血现象；结论ACM存细胞毒性、溶血实验、动物急性毒件反应方面符合软骨组织工程中对于支架材料的要求，提示支架材料何良好的牛物相容性和安全性。     

三种比色法评价4种牙科金属材料对L-929细胞的毒性

背景：采用不同方法评价材料的细胞毒性可能会得出不同的实验结果。 目的：采用3种比色法评价镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛等牙科金属材料对小鼠成纤维细胞(L-929细胞)的细胞毒性。 方法：以镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛4种牙科金属材料的浸提液分别作用于体外培养的L-929细胞24,72 h。以体积分数10%小牛血清+高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阴性对照组,以0.7%丙烯酰胺+体积分数10%小牛血清+高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阳性对照组,分别采用MTT、CCK-8及结晶紫3种比色法检测上述材料的细胞毒性。 结果与结论：①4种材料浸提液中培养的细胞形态正常,胞内结构清晰,随着培养时间延长细胞大量增殖,与阴性对照组细胞形态无明显差异。阳性对照组细胞数量明显减少,形态完整性受破坏,形成大量细胞碎片。②培养24 h时,CCK-8比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率低于阴性对照组(P < 0.05),MTT及结晶紫比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养72 h时,MTT比色法检测中4种牙科金属材料组细胞相对增殖率低于阴性对照组(P < 0.01),CCK-8及结晶紫比色法检测中4组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义(P > 0.05),但材料细胞毒性均为0-1级。表明上述4种牙科金属材料细胞毒性均在临床应用的允许范围内,具有良好的生物安全性。     

A new porous titanium-nickel alloy: part 2. Sensitization,irritation and acute systemic toxicity evaluation

Porous titanium-nickel (PTN) represents a new biomaterial with orthopedic applications as a long-term implant. Because of its nickel content, PTN was tested for its potential to stimulate sensitization, irritation, and systemic toxicity reactions after semi-physiological extraction. In order to do so, an in vivo biocompatibility evaluation was performed following three ISO-standardized methods using accepted animal models for immunity testing: the classical skin sensitization assay (Buehler patch test) in guinea pigs, the rabbit intracutaneous test, and the systemic injection test in mice. The Buehler patch test in guinea pigs revealed no significant change in skin reactions such as erythema or swelling between the induction and the challenge period. In the rabbit intracutaneous irritation test, no irritation or sensitization reactions were observed in saline-extracted PTN samples. Negligible to slight irritation was observed at some of the sites involving PTN samples extracted in cottonseed oil, however the resulting primary irritation index was similar to the one elicited by the blank solution itself. Finally, no toxic symptoms were observed with any of the mice injected with porous titanium-nickel extracts during the acute systemic toxicity test. Based on the above results, porous titanium-nickel is considered to be a non-sensitizing, non-irritant, and non-toxic biomaterial for medical applications.     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的生物相容性与体内降解研究

对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的生物相容性及体内降解情况进行研究,为临床提供实验依据。参照GB/T16886医疗器械生物学评价标准和要求,对纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥进行急性细胞毒性试验、溶血试验、热源试验、急性全身毒性试验及体内植入试验等系列体内外生物学试验研究,以进行有效的生物相容性和安全性评价。纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-海藻酸钠复合骨水泥的溶血率小于国家规定的5%,在体外不引起溶血反应;浸提液注入动物体内后无死亡,活动进食正常;无细胞毒性反应;热原试验动物体温升高均在0.7℃以下,3只兔体温升高值的总数〈1.5℃,无致热作用;材料植入体内初期有轻度炎症反应,随植入时间延长逐渐减轻,材料也逐渐降解吸收。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相容性和降解性能,具有临床开发应用前景。     

可降解镁合金接骨板体内降解行为及力学性能

目的 研究可降解镁合金接骨板修复骨折过程中的降解行为及力学性能。方法 将36只成年新西兰兔随机分为实验组（镁合金接骨板组,n=18）及对照组（钛合金接骨板组,n=18）,分别利用镁合金接骨板及钛合金接骨板进行骨折固定。术后通过X线片检查、扫描电镜检查、能谱分析、失重试验及4点弯曲试验,评价镁合金接骨板修复骨折过程中的降解行为及力学性能变化规律。结果 镁合金接骨板在体内可逐渐降解;镁合金接骨板随着体内植入时间延长,其降解逐渐加深,且表面为均匀腐蚀;镁合金接骨板随着降解过程的加深,力学性能逐渐减弱。结论 镁合金接骨板在体内可随着骨折愈合而逐渐降解,其力学性能也逐渐衰减,但是其仍能满足骨折内固定的要求,是一种良好的新型可降解骨科植入材料。     

医用几丁糖大鼠亚慢性全身毒性的研究

医用几丁糖是新型医用高分子材料,通过亚慢性毒性研究评价其生物学安全性。SD大鼠40只,随机分为对照组和试验组,每周腹腔注射2次,连续13周。试验期间每周测量体重和摄食量,每日进行临床观察。试验结束进行血液学、血清生化学和30个器官组织病理组织学检查。对照组和试验组大鼠均无动物死亡,一般症状观察、摄食量、脏器比重、血液学、血液生化学、大体形态及组织结构均未见异常。试验组大鼠注射后体重短暂降低。生物学检测结果均在可接受范围内。医用几丁糖有无明显毒性反应,具有良好的生物学安全性。     

雷帕霉素药物洗脱支架的生物安全性评价

评价雷帕霉素药物洗脱支架的生物安全性。依据国家标准GB/T16886,通过10项试验,对此材料进行生物学安全性评价。试样无溶血性、急性全身毒型、细胞毒性、遗传毒性、致敏性,皮内刺激试验中无刺激性。在肌肉植入试验中,植入后1、4和12周对局部组织轻度刺激,26周无刺激作用。亚慢性全身毒性试验发现有给药相关的肝毒性、心毒性、免疫毒性和脂代谢异常。亚慢性全身毒性采用的给药方法可能并不适用于此类材料,方案需要进一步调整。其余试验中生物相容性尚可。     

聚醚醚酮／羟基磷灰石／碳纤维复合材料的组织相容性初步研究

目的对新型复合材料聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维的组织相容性进行综合性评价。方法依据GB/T 16886系列标准,应用大鼠对聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维复合材料进行急性全身毒性实验、热原实验、溶血实验及皮内反应实验。结果急性全身毒性实验,各实验组大鼠一般状况良好,各时相体质量变化差异无统计学意义（P﹥0.05）,无急性全身毒性反应,肝肾标本与对照组比较无阳性病理改变;热原实验,各组大鼠在各时间段内测得的体温变化均符合热原实验评价标准;溶血实验,复合材料浸提液的溶血百分率均低于标准规定的5%;皮内反应实验,皮下组织在各时相点水肿极轻微,无红斑形成。结论新型复合材料聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维初步研究证明具有良好的组织相容性和安全性。     

个性化骨植入医疗器械质量控制及技术评价研究

目的 对个性化骨植入医疗器械质量控制及技术评价提出相关建议,以期为监管机构和生产企业等相关人员提供指导和参考。方法 立足于个性化骨植入医疗器械的特点,依照医疗器械安全和性能的基本原则,汲取风险管理意识经验,为促进质量控制和技术评价的科学性,从法规体系建设、上市前研究和上市后监管等角度出发,对个性化骨植入医疗器械的质量控制和技术评价的关注点进行充分探讨。结果 个性化骨植入医疗器械的质量控制应重点关注机构和人员、设备、文件管理、设计开发等方面,技术评价应重点关注个性化骨植入医疗器械的基本特征和实际应用产品的技术评价。结论 建议完善个性化骨植入医疗器械指导文件的建设,深入个性化骨植入医疗器械上市前研究,加强个性化骨植入医疗器械上市后的监管。     

新型纳米拓扑结构的生物相容性**◆

背景：国内外对纳米拓扑结构生物效应的探讨比较多,而缺乏对纳米拓扑结构的安全性评估。 目的：评价新型纳米拓扑结构的生物相容性。 方法：依据GB/T_16886中相关规定,采用纳米拓扑结构材料对昆明小鼠、新西兰大白兔、人行全身毒性试验、刺激与致敏试验及急性溶血试验。分离培养兔骨髓间充质干细胞复合培养于纳米拓扑结构,观察细胞的形态及增殖情况。 结果与结论：全身毒性试验结果显示,所有试验动物均无死亡,试验前后体质量无明显差异;刺激与致敏试验中,所有试验动物局部皮肤均无红斑、溃烂等反应,阳性对照组与试验组之间差异有显著性意义;急性溶血试验结果显示,试验组无明显溶血反应,吸光光度计检测吸光度,溶血率符合小于5%的标准。体外细胞试验结果显示,骨髓间充质干细胞在此纳米坑上表现出良好的黏附、细胞形态,并且复合培养3 d较1 d细胞增殖明显。提示此纳米坑结构无生物学毒性,具有良好的生物相容性,可以作为骨科替代植入物试用于临床,但长期生物相容性仍需要全面的评测。 关键词：纳米拓扑结构;纳米生物材料;生物相容性;急性毒性试验;刺激与致敏试验;急性溶血试验;体外细胞试验 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.03.019