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。     

SrHA/PMMA复合骨水泥的制备、理化性能及细胞相容性研究

目的结合PMMA和锶羟基磷灰石(Sr HA)各自的优势,制备出兼具高的力学强度、合适的固化时间、较低的热释放、生物活性和骨整合性能的Sr HA/PMMA复合骨水泥,并系统性地研究Sr HA的引入对复合骨水泥的体外固化性能、力学强度和生物学性能的影响。方法将水热合成法制备的锶羟基磷灰石引入PMMA基体,制备Sr HA/PMMA复合骨水泥。系统性地对Sr HA/PMMA复合骨水泥的力学强度、固化时间、热释放、生物活性进行研究。将复合骨水泥和细胞共培养,利用MTT法、扫描电镜等研究Sr HA/PMMA复合骨水泥的细胞毒性,粘附和增殖。结果结果表明,与纯的PMMA骨水泥(对照组)相比,Sr HA/PMMA复合骨水泥的固化热释放明显降低(约80~84℃),同时又维持了合适的固化时间(8~11分钟)和较好的力学性能(抗压强度为90MPa左右)。Sr HA的引入,不仅赋予了复合骨水泥生物活性,也显著地改善了其细胞/材料的相互作用。浸泡在SBF后,Sr HA/PMMA复合骨水泥显示出更好的体外矿化性能。与成骨细胞MC3T3-E1共培养后,表面沉积的羟基磷灰石能够更好的促进细胞的粘附和爬行。结论兼具优异的理化性能和生物活性的Sr HA/PMMA复合骨水泥,有着广阔的骨科微创修复应用前景。     

一种新型磷酸钙骨水泥的制备、基本性能 的研究及生物安全性评价

对研制出的钙磷比为 1.5的新型缺钙羟基磷灰石 ( CDHA)骨水泥进行了基本性能的考察 ,结果表明其凝结时间能够满足临床上的要求 ;骨水泥固化体的抗压强度随着浸泡时间的延长而增加 ,并与调和液的种类有关。生物安全性评价的结果表明 ,钙骨水泥有好的生物相容性 ,对肌肉无刺激性并具有生物降解特性     

α-磷酸三钙/HA晶须/羧甲基壳聚糖-明胶复合增强多孔骨水泥的制备研究

为研究羟基磷灰石(HA)晶须和羧甲基壳聚糖-明胶(CMC-Gel)对多孔磷酸钙骨水泥(CPC)力学性能的影响,将α-磷酸三钙(α-TCP)粉、HA晶须和致孔剂L-谷氨酸钠按一定的质量比进行混合,加入调和液制备成α-TCP/HA晶须复合多孔骨水泥,然后将其浸润到一系列不同CMC和Gel质量比的溶液中以制备α-TCP/HA晶须/CMC-Gel复合增强多孔骨水泥,对其进行抗压强度测试和扫描电镜观察。结果显示,当HA晶须含量为4%,未添加CMC和Gel时,α-TCP/HA晶须复合多孔骨水泥的抗压强度达到2.57MPa,与未复合HA晶须的骨水泥相比提高了81%;当CMC和Gel的质量比为50∶50时,α-TCP/HA晶须/CMC-Gel复合多孔骨水泥的抗压强度达到最大值3.34MPa,与单纯的多孔α-TCP骨水泥相比提高了135%,同时韧性也有较大改善。     

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％。     

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。     

炎性历程模拟体液对多孔HA/β-TCP生物陶瓷类骨磷灰石形成的影响

通过对多孔 HA/β- TCP生物陶瓷在炎性历程模拟体液 (Sim ulated body fluid,SBF)中动态浸泡 (即先在模拟炎性体液 p H6 .5的 SBF中动态浸泡 2 d,再在正常体液 p H7.4的 SBF中动态浸泡 12 d)的类骨磷灰石形成情况的研究后发现 ,模拟炎性历程的微酸性会溶解材料表面颗粒较细或曲率半径较小的部分 ,使材料表面变得光滑和溶解性能下降 ,在随后正常体液的 p H值下类骨磷灰石的形成量明显减少 ,这为理解钙磷生物陶瓷植入体内的诱导成骨机理和在体外筛选骨诱导性较好的钙磷材料提供了更可靠的方法。另外 ,实验结果还显示 ,用微波等离子体烧结的多孔 HA/β- TCP生物陶瓷 ,在正常 SBF和模拟了炎性历程的 SBF的动态实验中 ,其类骨磷灰石形成情况都好于用常规马弗炉烧结的样品 ,这预示用微波等离子体烧结的多孔 HA/β- TCP生物陶瓷可能具有更好的骨诱导活性。     

磷酸钙骨水泥临床应用类型选择及微结构观察

根据磷酸钙骨水泥（CPBCs)的基本性能选择符合临床适用的类型,并观察适用类型CPBC固化体超微结构。制备五种CPBCs粉末,即磷酸八钙－沉淀性羟基磷灰石（OCP－PHA）、磷酸八钙－羟基磷灰石（OCP－HA）、磷酸八钙（OCP）、缺钙性羟基磷灰石（CDHA）、羟基磷灰石（HA).调和液为去离子水和0．25M Na2HPO4/NaH2OPO4等摩尔浓度缓冲液。采用Gillmore双针法测定凝结时间,采用TS－14单颗粒压缩强度自动测量仪－Ⅱ测定压缩强度,按照Ginebra临床应用标准选择适用类型,并用扫描电镜观察适用类型CPBC固化体浸泡仿生液体前后的超微结构。结果表明：5种CPBCs中以OCP－PHA型和CDHA型CPBCs的凝结时间和压缩强度符合Ginebra临床应用标准。SEM观察两种CPBCs固化体为多孔结构,并随浸泡仿生液体中时间的延长而溶解或溶合。OCP－PHA型和CDHA型CPBCs适合于非承重骨的修复,其固化体为多孔结构,利于纤维组织长入及纤维血管化。     

可降解生物材料聚乳酸-羟基乙酸仿生矿化的实验研究

目的：通过对聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactide-co-glycolide，PLGA)的仿生矿化，表面改性，以提高其细胞粘附性；探讨影响仿生矿化的因素和条件，为进一步制备组织工程化人工骨提供依据和实验基础。方法：PLGA膜经碱性溶液水解处理后，应用高温显微镜测量材料表面润湿角的变化；碱处理后的PLGA膜和三维多孔PLGA分别在模拟体液(Simulated Body Fluid，SBF)中矿化14d，在1．5倍SBF中矿化9d，应用扫描电镜进行矿化物形貌观察，X射线能谱分析钙磷比值，X射线衍射仪和傅立叶转换红外光谱仪行矿化物物相分析。结果：PLGA经碱性溶液水解处理后表面亲水性明显增强，在SBF及1．5倍SBF中矿化后表面可以形成明显的矿化物；矿化物的形态与矿化液的浓度有关；矿化物主要成分为羟基磷灰石(HA)，含有碳酸根成分，钙磷比为1．53，类似于人骨无机质。结论：PLGA仿生矿化是制备结构及性质类似骨基质人工骨的可行方法。     

聚磷酸钙纤维增强α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石骨水泥复合材料的力学性能

背景:利用纤维增强磷酸钙骨水泥的机制很早就被人们认识和利用。由于非吸收性纤维存在生物相容性低及应力遮挡等问题,近期的研究热点主要是可降解吸收的生物活性纤维对磷酸钙骨水泥性能的影响。目的:制备聚磷酸钙/(α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石)骨水泥复合材料,观察聚磷酸钙对磷酸钙骨水泥力学性能的增强效果。方法:利用固相反应法和湿法反应法分别制得α-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石粉末,再将2种粉末按不同比例混合进行高温处理,然后将其与不同质量比、不同长度的聚磷酸钙纤维复合制成骨水泥试样。对试样进行凝固时间、力学性能测试,利用扫描电镜观察试样微观结构。结果与结论:聚磷酸钙长度为3mm、含量为10%时,抗压强度为66.43MPa,抗弯强度为13.86MPa。扫描电镜显示聚磷酸钙在磷酸钙骨水泥基体中分布均匀,结合性能好。在Ringer’s溶液中浸泡3个月,纤维仍具有一定的增强效果。提示聚磷酸钙纤维对α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石骨水泥有一定的增强作用,聚磷酸钙/(α-磷酸三钙/纳米羟基磷灰石)骨水泥复合材料具有良好的力学性能。     

自固化磷酸钙人工骨的最新研究进展

自固化磷酸钙（CPC）是数年前在美国研制成功的一种非陶瓷型羟基磷灰石类（HAP）人工骨材料。它克服了陶瓷型HAP烧结成型、修整困难等缺点，具有制备容易、使用方便等优点。1991年以来，CPC开始在临床试用，修复颅骨缺损，获得满意效果。本文报告了CPC的最新研究结果，包括固化过程及固化工艺的研究，快速凝固型、抗水型CPC的研制，有机复合CPC水门汀的研究和作为载体缓释多种药物的体外试验结果等。随着研究范围的不断深入和扩大，CPC有可能成为未来非负重或低负重部位骨缺损修复的理想材料。     

BMPs载体及缓释系统研究新进展

人体骨骼组织创伤后的修复是通过传导成骨和诱导成骨实现的。骨诱导作用由多种生长因子介导 ,在所有与骨诱导有关的因子中 ,以骨形态发生蛋白 (BMPs)成骨作用最强。而 BMPs的诱导成骨活性不仅与其纯度、剂量有关 ,也与其植入体内的方式有关。将 BMPs与某种可作为其载体的材料复合后植入体内 ,可使 BMPs作用更持久 ,能生成更多新骨。研究开发新的 BMPs载体是骨组织工程的一个热点 ,本文就此进行了综述     

Biocompatibility of PCL/PLGA-BCP porous scaffold for bone tissue engineering applications

In this study, biomimic porous polycaprolactone/poly (lactide-co-glycolide) loading biphasic tricalcium phosphate (PCL/PLGA-BCP) scaffolds were fabricated successfully by solvent evaporation method. The distribution of biphasic tricalcium phosphate (BCP) in polycaprolactone/poly (lactide-co-glycolide) (PCL/PLGA) scaffold was confirmed by micro-computed tomography (micro-CT) scanning, scanning electron microscope (SEM) observation and Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) analysis. The hydrophilicity of the scaffolds was confirmed by contact angle measurement. In in vitro experiments, proliferation of human bone marrow mesenchymal stem cell (hBMSCs) and its osteoblastic differentiation on scaffold were assessed for 1, 2 and 3 weeks using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay, fluorescence observation, hematoxylin & eosin (H&E) staining and real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). In in vivo experiments, ossification was observed using micro-CT analysis and histological staining.     

CPC/氨磷汀复合体理化性能和体外细胞学实验研究

对复合有氨磷汀的磷酸钙骨水泥用作骨缺损填充材料进行基础性研究。本研究采用混合-模压法将不同质量比的氨磷汀载入磷酸钙骨水泥制备磷酸钙骨水泥/氨磷汀复合体,分别对其固化时间、力学强度、孔隙率、电镜扫描、对骨肉瘤细胞、血管内皮细胞是否具有保护作用进行观察。研究表明磷酸钙骨水泥中载入0.1%和0.5%氨磷汀不影响磷酸钙骨水泥的固化时间、强度、孔径、孔隙率,对骨肉瘤细胞不具有保护作用,不影响血管内皮细胞的增殖分化。因此在磷酸钙骨水泥中载入0.1%和0.5%氨磷汀在肿瘤性骨缺损的化学治疗中可能是有意义的。     

槲皮素磷酸钾对大鼠脑血栓形成模型血小板聚集及血浆TXB_2和6-keto-PGF_(12)水平的影响

以大鼠脑血栓形成为模型,观察槲皮素磷酯钾对大鼠脑血栓形成术24h后血小板聚集、血浆TxB2和6-keto-PGF12水平的影响,以及脑电图、脑重量和病理组织学改变。结果表明:复合血栓诱导剂1ml kg-1经颈内动脉注射能诱发大鼠同侧大脑半球内血栓形成,槲皮素磷酯酶钾10-20 mg kg-1能对抗大鼠脑血栓形成,降低体内血小板自发性聚集,抑制血浆TxB2的升高。提示槲皮素磷酸酯钾可能通过其抗血小板聚集及影响花生回烯酸代谢而发挥抗脑血栓形成作用。     

Ablation of Systemic Phosphate‐Regulating Gene Fibroblast Growth Factor 23 (Fgf23) Compromises the Dentoalveolar Complex

Fibroblast growth factor‐23 (FGF23) is a hormone that modulates circulating phosphate (P_i) levels by controlling P_i reabsorption from the kidneys. When FGF23 levels are deficient, as in tumoral calcinosis patients, hyperphosphatemia ensues. We show here in a murine model that Fgf23 ablation disrupted morphology and protein expression within the dentoalveolar complex. Ectopic matrix formation in pulp chambers, odontoblast layer disruption, narrowing of periodontal ligament space, and alteration of cementum structure were observed in histological and electron microscopy sections. Because serum P_i levels are dramatically elevated in Fgf23^?/?, we assayed for apoptosis and expression of members from the small integrin‐binding ligand, N‐linked glycoprotein (SIBLING) family, both of which are sensitive to elevated P_i in vitro. Unlike X‐linked hypophosphatemic (Hyp) and wild‐type (WT) specimens, numerous apoptotic osteocytes and osteoblasts were detected in Fgf23^?/? specimens. Further, in comparison to Hyp and WT samples, decreased bone sialoprotein and elevated dentin matrix protein‐1 protein levels were observed in cementum of Fgf23^?/? mice. Additional dentin‐associated proteins, such as dentin sialoprotein and dentin phosphoprotein, exhibited altered localization in both Fgf23^?/? and Hyp samples. Based on these results, we propose that FGF23 and (P_i) homeostasis play a significant role in maintenance of the dentoalveolar complex. Anat Rec 293:1214–1226, 2010. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.     

Immobilization of polyphosphoesters on poly(ether ether ketone) (PEEK) for facilitating mineral coating

Poly(ether ether ketone) (PEEK) is an alternative material to metals for orthopedic applications. However, the compatibility of PEEK with hard tissues needs to be improved. To address this issue, this study proposes a novel technique for PEEK surface modifications. A polyphosphodiester macromonomer (PEPMA·Na) was synthesized via the demethylation of polyphosphotriester macromonomer obtained via the ring-opening polymerization of cyclic phosphoesters using 2-hydroxypropyl methacrylamide as the initiator. The surface modification of PEEK was performed via photoinduced and self-initiated graft polymerization of PEPMA·Na without using any photoinitiators. The amount of phosphorus due to poly(PEPMA·Na) immobilized on PEEK increased with an increase in the photoirradiation time. The PEEK surface turned hydrophilic due to poly(PEPMA·Na) grafting, with almost similar advancing and receding contact angles, implying that the modified PEEK surface (PEEK-g-poly(PEPMA·Na)) was homogeneous. Specimens were mineral coated by simple static soaking in ×1.5 simulated body fluid (1.5SBF) and by an alternative process that included additional soaking steps in 200?mM CaCl₂ aq. and 200?mM K₂HPO₄ aq. before static soaking in 1.5SBF. Specimens were immersed in 1.5SBF for 28?days in simple static soaking, after which the PEEK-g-poly(PEPMA·Na) surface was completely covered with spherical cauliflower-like mineral deposits that resembled octacalcium phosphate (OCP). Their structural similarities were confirmed via X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), and X-ray fluorescence (XRF) analyses. However, these mineral deposits were not observed on the bare PEEK surface. Due to the additional soaking steps (alternative soaking) undertaken before the static soaking of the specimens in 1.5SBF, the mineral coating on the PEEK-g-poly(PEPMA·Na) was dramatically accelerated and the surface was fully covered with mineral deposits in only one day of soaking. The mineral deposits resulting from both the soaking processes had similar structures. Compared with bare PEEK, osteoblastic MC3T3-E1 cells proliferated more actively on mineral-coated PEEK-g-poly(PEPMA·Na). Thus, the surface immobilization of poly(PEPMA·Na) on a PEEK surface is effective for mineral coating and may be useful to provide hard-tissue compatibility on PEEK.     

含丹参磷酸钙骨水泥的制备和表征

目的探索含中药的磷酸钙骨水泥(CPC)的制备方法,并表征其理化性能.方法采用两种方法制备含中药的CPC,第一种通过在液相中加入中药香丹注射液(主要成分为丹参),第二种用喷雾干燥的方法制备含中药丹参的磷酸氢钙粉末作为CPC的主要成分之一,通过固相加入中药.采用万能材料试验机测试其力学性能,采用微量热分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪表征含丹参CPC的基本理化性能.结果通过喷雾干燥的方法加入丹参不仅比通过液相加入更有效,而且加入丹参后,其理化性能变化甚微.结论可用喷雾干燥法制备含中药的磷酸氢钙粉末,作为起始原料制备含丹参的CPC.