医用磷酸钙骨水泥的制备及性能的实验研究

探索了磷酸四钙（Ca4（PO4）2O，TTCP）的制备，并合成了磷酸钙骨水泥（CPC），对CPC固化时间、引起浸泡液pH值的变化、抗压强度、产物物相组成及微观结构进行了研究。结果表明：在真空条件下、1500℃下煅烧6h可制得TTCP，并含有少量CaO。CPC初凝时间为4min、终凝时间为15min，浸泡1d和7d后的抗压强度分别为20MPa和35MPa，浸泡液的pH值在6．4～8．9之间变化，这些性能均符合临床用CPC的性能要求。CPC水化产物为片状或针状羟基磷灰石（Ca5（PO4）3OH，HA），相互交错呈连续分布的网状结构，这种结构有利于材料强度的提高。实验研制的CPC材料可用于骨缺损的修复治疗。     

硅酸钙-磷酸盐复合骨水泥的制备及其性能研究

分别以α-磷酸三钙（α—TCP）、磷酸四钙（TTCP）为基本原料，添加羟基磷灰石（HAP）、磷酸氢钙（DCPD）、碳酸钙（CaCO2）、氧化钙（CaO）等其它辅料，并与一定量的无定形硅酸钙（CaSiO3）进行复合，确定了钙磷比均为1．50的六种骨水泥配方，对其基本性能进行了研究。对固化骨水泥样品进行了Ringer’S模拟液浸泡实验，研究了浸泡液pH值、样品的抗压强度随浸泡时间的变化。结果表明：调和液0．25MK2HPO4／KH2PO4和无定形CaSiO3对骨水泥有促凝作用，缩短骨水泥的终凝时间，其中初凝时间为4～5．5min，终凝时间为18～19．5min；同时添加适量无定形CaSiO3可以显著提高骨水泥的抗压强度，其中添加适量无定形CaSiO3的以α—TCP为主要原料的骨水泥Ringer’s模拟液浸泡两周后抗压强度可达45．3MPa。     

复合唑来膦酸磷酸钙骨水泥的力学性能测定

目的研究加入不同浓度的唑来膦酸对磷酸钙骨水泥体外凝结时间、抗压强度的影响。方法将唑来膦酸与磷酸钙骨水泥以不同质量比混合,制备力学性能测试标本,并分为A(空白对照)、B(含0.2%唑来膦酸)、C(含0.4%唑来膦酸)、D(含0.6%唑来膦酸)4组,每组6个标本。测定其凝结时间及抗压强度。结果随载药浓度的增加,复合磷酸钙骨水泥凝结时间逐渐延长,但各实验组凝结时间与空白对照组均无明显统计学差异(0.05)。B、C组抗压强度与A组之间无明显统计学差异(0.05),而D组与A组之间有统计学差异(=0.000)。结论三组中唑来膦酸的添加量对磷酸钙骨水泥凝结时间无明显影响,且各组凝结时间均满足临床应用标准。含0.2%和0.4%唑来膦酸对磷酸钙骨水泥抗压强度无明显影响,而含0.6%唑来膦酸可使磷酸钙骨水泥抗压强度明显降低。但三含量组的抗压强度均满足临床应用标准。     

新型可注射可降解磷酸钙骨水泥的生物相容性

背景：体外实验已证实新型磷酸钙骨水泥有良好的可注射性、力学性能、抗溃散性及体外降解性能。 目的：验证新型可注射、可降解磷酸钙骨水泥的生物相容性。 方法：①急性毒性实验：分别向昆明小鼠尾静脉可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液与生理盐水。②热源实验：在新西兰兔耳缘静脉注射新型磷酸钙骨水泥浸提液。③溶血实验：在兔抗凝血分别加入新型磷酸钙骨水泥浸提液、生理盐水及双蒸水。④迟发型超敏反应实验：在豚鼠肩胛骨内侧部位分别注射可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液与生理盐水,并进行敷贴激发实验。⑤体外细胞毒性实验：在L929系小鼠成纤维细胞株培养液中分别加入可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液、聚乙烯浸提液及苯酚溶液。⑥微核实验：分别在昆明小鼠腹腔注射可注射新型磷酸钙骨水泥浸提液、生理盐水与环磷酰胺。⑦肌肉植入实验：将新型磷酸钙骨水泥植入新西兰兔脊柱两侧肌肉内。 结果与结论：新型可注射磷酸钙骨水泥无毒,无刺激性及致敏性,无热源反应,具有良好的血液相容性,植入动物肌肉后为非组织刺激物,具有良好的生物相容性,因而具有较好的生物安全性。     

生物活性陶瓷人工骨材料生物安全性评价研究

羟磷灰石(HA)作为人体硬组织损伤后置换，修复材料是目前国内外生物材料科学领域的主要课题之一，为了提高其物理机械性能及骨引导与诱导作用。研制了HA、FHA、CHA、HA-BGC、TCP五种不同类型的生物陶瓷材料。本文参照有关标准采用了9种生物学试验方法，对材料的安全性进行了较系统的评价。细胞毒性试验(体外法)、溶血试验、急性毒性试验、皮内刺激试验、致敏试验、热原试验、植入试验(90天)和Ame’s试验的结果表明符合GB／T16886或GB／T16175相关标准要求。该研究证实了五种生物活性陶瓷材料是一类应用较安全的骨替代材料，可用于骨植入。     

新型氯化锂复合磷酸钙骨水泥的理化性能及成骨特性

BACKGROUND: Lithium chloride is a widely used inorganic ion inhibitor of glycogen synthase kinase-3β, and it can be combined with glycogen synthase kinase-3β to activate the classical Wnt/β-catenin pathway, thereby promoting human bone marrow mesenchymal stem cells and osteoblasts proliferation and accelerating bone repair. OBJECTIVE: To observe the physicochemical properties of novel lithium chloride/calcium phosphate cement, and to explore its osteoinductive biological property. METHODS: Calcium phosphate cement served as control group, and lithium chloride/calcium phosphate cement containing different lithium content as experimental groups. The setting time and compressive strength of bone cement in each group were detected, and the microstructure of the material surface observed under scanning electron microscopy. Bone cement and MC3T3-E1 cells were co-cultured in vitro, and the growth and adhesion morphology of MC3T3-E1 cells on the surface of bone cement were observed under the scanning electron microscope. Effect of bone cement extracts on cell proliferation was determined through MTT assay, and alkaline phosphatase kit used for determining alkaline phosphatase activity. RESULTS AND CONCLUSION: Lithium chloride/calcium phosphate cement had the same physicochemical properties to the calcium phosphate cement. Initial and final setting time, compressive strength and morphology of bone cement had no significant differences among groups. MC3T3-E1 cells grew and adhered well on the material surface. Results of MTT assay showed that compared with the calcium phosphate cement, the lithium chloride/calcium phosphate cement was better to improve osteoblast proliferation in vitro. In addition, the alkaline phosphatase activity in MC3T3-E1 cells was higher in experimental groups than the control group. These findings indicate that lithium chloride/calcium phosphate cement can maintain good physicochemical properties, and release lithium ions to promote bone formation.       

纤维增强磷酸钙骨水泥生物复合材料初探

目的采用羟基磷灰石包裹的聚乙烯纤维增强α-TCP生物骨水泥,以提高复合材料的强度. 方法利用X射线衍射和扫描电镜,对水化后的复合材料进行成份分析和组织观察,用CMT系列微机控制电子万能(拉力)试验机测其抗折强度,压汞法测气孔率. 结果水化产物主要为羟基磷灰石,形成的针状晶体在纳米尺度,抗折强度为8.20 MPa ,气孔率为45.8%.结论经过处理的聚乙烯纤维分散均匀与基体结合良好;纤维的加入可提高α-TCP骨水泥生物复合材料的强度;裂纹在纤维处被转向或钉扎.     

磷酸钙骨水泥的研究和临床进展

磷酸钙骨水泥是一种极好生物相容性和生物可降解的非陶瓷型羟基磷灰石类生物材料,以被广泛应用到骨科、外科、口腔科等医学领域.本文主要介绍该材料在生物性能、操作性能及临床应用方面的研究进展.     

注射型丙烯酸树脂骨水泥生物学安全性评价研究

按照国家标准GB/T16175-1996、GB/T14233.2-1993、GB/T16886-1997的有关规定,对注射型丙烯酸树脂骨水泥进行生物学安全性评价研究。结果表明,注射型丙烯酸树脂骨水泥各项生物学指标均合格。其各项生物学指标均符合国家标准GB/T16175-1996、GB/T14233.2-1993、GB/T16886-1997的要求,具有良好的生物相容性。     

磷酸钙骨水泥的改性研究进展

磷酸钙骨水泥作为一种新型人工骨替代材料 ,以其良好的生物相容性和骨传导性被广泛应用于临床骨缺损修复。但其存在固化时间较长、机械性能不足及降解缓慢等缺点 ,使其应用受到一定限制 ,故需要对其进行改性研究 ,本文就此做一综述如下     

纳米壳聚糖纤维强化型磷酸钙骨水泥的研究

目的探讨纳米壳聚糖纤维强化型磷酸钙骨水泥的机械及生物相容性能。方法使用纳米壳聚糖纤维强化CPC骨水泥,通过MTT比色法及DAPI染色观察其生物相容性情况;通过三点弯曲试验检测其力学性能。结果三点弯曲试验表明经过壳聚糖纤维强化后的骨水泥的机械性能(17.3±4.5)MPa较之普通骨水泥有明显改善(5.3±1.4)MPa;并且这样的改进对材料的生物相容性没有影响,其毒性试验显示新材料相容性比值为(97.5±3.3)%。细胞增值实验3天吸光值分别为(0.237±0.025)、(0.451±0.015)、(0.726±0.032)。结论新型纳米壳聚糖纤维强化型骨水泥无细胞毒性,具有良好的机械性能及生物相容性。     

纤维增强磷酸钙骨水泥生物复合材料初探

目的 采用羟基磷灰石包裹的聚乙烯纤维增强α-TCP生物骨水泥，以提高复合材料的强度。方法 利用X射线衍射和扫描电镜，对水化后的复合材料进行成份分析和组织观察，用CMT系列微机控制电子万能(拉力)试验机测其抗折强度，压汞法测气孔率。结果 水化产物主要为羟基磷灰石，形成的针状晶体在纳米尺度，抗折强度为8．20MPa，气孔率为45．8％。结论 经过处理的聚乙烯纤维分散均匀与基体结合良好；纤维的加入可提高α-TCP骨水泥生物复合材料的强度：裂纹在纤维处被转向或钉扎。     

新型磷酸钙人工骨的代谢及骨转化现象

目的 研究β-磷酸三钙(β-TCP)多孔支架材料在生物体内的骨转化现象。方法采用^45Ca同位素标记β-TCP多孔陶瓷材料，研究材料植入后的降解产物Ca^2 在体内的分布情况。结果材料降解产生的Ca^2 随血循环到达软组织后不发生积累；而在股骨近端、尺骨干、颅骨中可被机体重新利用。结论材料参与了全身骨组织的钙化并被储存于钙库中。     

纳米羟基磷灰石/硫酸钙复合人工骨的生物安全性研究

目的研制纳米羟基磷灰石/半水硫酸钙(n-HA/CSH)复合型人工骨,并对其进行体内、外生物安全性测试。方法对n-HA/CSH人工骨进行急性全身毒性试验、皮内刺激试验、致敏试验、MTT细胞毒性试验和遗传毒性实验(Ames试验)并与对照组比较。结果人工骨浸取液静脉及腹腔注射后不引起小鼠呼吸、进食改变或死亡,体重稳定。家兔皮内注射72小时后仅出现红斑或微弱水肿,豚鼠皮内注射后未出现过敏反应。MTT细胞毒性试验显示含HA10%、20%、40%人工骨及纯n-HA、CSH的细胞增殖率均在77%以上,细胞毒性均为0～1级,Ames试验表明含HA40%人工骨的不同浓度生理盐水浸取液引起鼠伤寒沙门氏菌回复突变数均不超过阴性对照组的2倍。结论n-HA/CSH复合材料不引起全身毒性反应、皮内刺激反应和急性过敏反应。且无MTT细胞毒性,细胞相容性良好。同时,复合材料的生理盐水浸取液不引起鼠伤寒沙门氏菌回复突变数增加。     

三种多孔磷酸钙骨水泥体外研究比较

目的：探讨以不同方法制备的三种多孔磷酸钙骨水泥（Calcium phosphate cement, CPC）的理化特性、生物相容性及强度的差异.方法：将20wt%甘露醇（A组）、5wt%碳酸氢钠（B组）及5wt%明胶微球（C组）分别与CPC粉末混合固化制备多孔CPC.生理盐水浸泡1周、4周后,测定材料孔径率及抗压强度,电镜观察材料断面,X线衍射法检测CPC的转化情况.成骨细胞接种于各组CPC支架上,扫描电镜观察细胞形态;三组材料浸提液分别与成骨细胞共培养3 d,MTT法测定细胞增殖率,试剂盒检测碱性磷酸酶水平.结果：浸泡1周后C组孔径率稍低,4周后各组无明显差异;但两个时间点C组强度均最高.材料断面扫描A组孔径较大、连通性欠佳,B组孔径极不规则且分布不均匀,C组孔径规则、连通性好.1周后X线衍射显示三组均出现羟基磷灰石衍射峰;4周后C组羟基磷灰石衍射峰最强,磷酸四钙衍射峰最弱.成骨细胞在各组材料上生长良好,但C组细胞量最多,细胞增殖及碱性磷酸酶水平明显高于其他两组.结论：以明胶微球制备的多孔CPC具有较高的初始强度及较好的生物相容性,可作为非负重部位骨替代材料.     

生物性骨载体的制备

对生物性骨载体（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｏｎｅ Ｃａｒｒｉｅｒ，ＢＢＣ）的制备方法，成分分析、动物体内植入试验、生物力学强度，超微结构，交叉抗原性，临床应用等一系列研究做了详尽的报道，阐述了为尽量降低ＢＢＣ抗原性而采取综合处理方法的合理性，并分析归纳出ＢＢＣ作为骨替代材料的优点；（１）良好的生物相容性；（２）合适的力学强度；（３）天然的多孔结构和合适的孔隙率；（４）能为宿主吸收替代；（５）来源广泛     

碳纤维增强α-磷酸三钙骨水泥的研究

为提高α-磷酸三钙（α—TCP）骨水泥的强度及降低其脆性，将表面改性后的碳纤维（CF）与α—TCP粉复合，制备成α—TCP／CF复合增强骨水泥。通过Ringer’s体液浸泡观察骨水泥快速结晶自固化能力，运用扫描电子显微镜（SEM）及抗压强度测试仪对复合材料浸泡后试样进行断面显微结构分析及抗压强度测试。结果显示，α—TCP骨水泥块浸泡5d后即转化生成片状羟基磷灰石晶体；适量的碳纤维在骨水泥基体中分布均匀，与基体结合性好，可得到抗压强度增强的骨修复材料；当碳纤维的加入重量百分数为0．5％时，复合材料抗压强度达到46．7MPa，比未增强的α—TCP材料提高了22％。