纳米碳管处理磷酸钙骨水泥的生物相容性及其强度和韧性

背景:由于骨缺损和骨质疏松等治疗需要大量的骨修复材料.但常用的骨修复材料之--磷酸钙骨水泥存在脆性大等缺陷,所以临床工作者一直期盼研制一种生物相容性和生物力学更好的骨科修复材料.目的:观察以纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥材料的生物相容性和体外生物力学性能.方法:根据国际标准化组织颁布的ISO10993系列,对新型骨水泥材料进行体外溶血试验、细胞毒性试验、急性毒性试验、皮肤过敏性试验;取6具老年尸体胸腰段脊柱标本(T12～L4)进行体外生物力学性能测试,建立压缩性骨折模型后采用球囊扩张后凸椎体成形术恢复高度,分别注射填充纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥和普通磷酸钙骨水泥,再进行前屈压缩,测量极限载荷、抗压强度、刚度.结果与结论:①新型材料浸提原液对健康人血红细胞溶血率为1.81%,无溶血现象.材料浸提液对L929细胞毒性分级为0级,无细胞毒性.材料浸提原液未引起小鼠急性毒性反应、小鼠遗传毒性及豚鼠过敏反应.②填充纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥组成形后的极限载荷、抗压强度、刚度均高于普通磷酸钙骨水泥组(P<0.05).结果表明以纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥材料生物相容性符合国际规定的体内植入物的生物学评价标准,其强度和韧性较普通骨水泥有较大的提高.     

骨缺损修复材料可降解速固化骨水泥的生物相容性研究

目的 评价自行研制出的脱钙骨基质／磷酸钙骨水泥／氰基丙烯酸正丁酯（NBCA）粘合剂复合骨水泥的生物相容性。方法 进行急性和亚急性毒性实验、溶血实验、凝血试验、皮内实验、热源实验和肌肉内植入实验和血清特异性抗体检测。结果 该材料是一种无毒、无溶血性、对皮肤及肌肉无刺激作用，不含热原物质的生物医用材料，在动物体内不引起排异反应，在骨创面可诱导新骨形成。结论 该材料具有良好的生物相容性，可试用于临床。     

骨缺损修复材料可降解速固化骨水泥的生物相容性研究

目的评价自行研制出的脱钙骨基质/磷酸钙骨水泥/氰基丙烯酸正丁酯(NBCA)粘合剂复合骨水泥的生物相容性。方法进行急性和亚急性毒性实验、溶血实验、凝血试验、皮内实验、热源实验和肌肉内植入实验和血清特异性抗体检测。结果该材料是一种无毒、无溶血性、对皮肤及肌肉无刺激作用、不含热原物质的生物医用材料,在动物体内不引起排异反应,在骨创面可诱导新骨形成。结论该材料具有良好的生物相容性,可试用于临床。     

可注射性磷酸钙骨水泥生物相容性评价

目的:磷酸钙骨水泥是一种新型骨移植替代材料,对它的改性研究是近年来的研究热点之一,通过改变磷酸钙骨水泥的流变学,制备可注射性磷酸钙骨水泥更适于微创应用,但应用于临床要对其生物相容性进行评价。方法:实验于2006-10/2007-01在天津医院骨科研究所完成。①实验材料:可注射性磷酸钙骨水泥(由固相与液相两部分组成,固相为碳酸钙、磷酸氢钙等,液相为磷酸钠盐溶液)。②实验动物:新西兰兔14只,体质量2.0～3.5kg,雌雄各半。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。③实验方法和评估:通过采用可注射性磷酸钙骨水泥浸提液和试件与骨髓基质细胞分别共培养,MTT法测定细胞相对增殖率,进行细胞毒性反应分级,光镜和扫描电镜观察细胞生长形态和生长活性。可注射性磷酸钙骨水泥浸提液进行溶血和热原试验观察。将可注射性磷酸钙骨水泥试件植入兔肌肉内,观察炎症反应和纤维包膜形成情况。结果:14只新西兰兔均进入结果分析。可注射性磷酸钙骨水泥浸提液和试件与骨髓基质细胞共培养,细胞生长形态良好,数量逐渐增加,细胞毒性反应为0～Ⅰ级,基本无毒性。浸提液的溶血率<0.05%,注入兔耳缘静脉后未引起发热反应。可注射性磷酸钙骨水泥试件植入兔肌肉中观察24周,早期有淋巴细胞浸润,包膜形成,晚期淋巴减少或消失,包膜稳定,无增厚趋势,未见有白细胞浸润。结论:可注射性磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性,符合植入人体生物材料的细胞毒性要求,对机体不会造成不良影响,因而临床可以安全使用。     

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.     

磷酸钙骨水泥在骨缺损修复中的应用

近年来,生物材料越来越多地被应用在骨缺损的修复中。理想的骨修复材料不仅要有良好的生物相容性,还要有合适的空隙结构、表面形态和理化性能,以适应成骨细胞的生长。磷酸钙骨水泥以其良好的生物相容性、可降解性、骨传导性、可注射性和可塑性等优点,成为近年来骨缺损修复中应用较多的生物材料。本文综述磷酸钙骨水泥在骨缺损修复中的实验研究及进展。     

磷酸钙骨水泥修复骨缺损的血液相容性

由于磷酸钙骨水泥具有优良的生物活性、生物相容性、自固化能力以及易颦性,因此在修复骨缺损、骨折治疗以及骨病治疗等骨科临床中显示出良好的效果,在骨修复领域有广泛的应用前景.此外磷酸钙骨水泥在牙科、整形外科和脑外科有广泛的应用,日前磷酸钙骨水泥已成为生物医用材料领域的重点和热点之一.文章探讨了磷酸钙骨水泥的生物相容性、生物毒性及其他理化性能,研究了磷酸钙骨水泥应用现状、总结了磷酸钙骨水泥的发展前景.虽然磷酸钙骨水泥与传统骨修复材料相比已具备一定的优势,但是其基本性能与临床要求之间仍有一定差距,因此进一步改进其基本性能成为磷酸钙骨水泥研究的重点.     

新型可注射性磷酸钙骨水泥在皮质骨内的降解和成骨作用

背景:液态骨移植材料是一种新型的牛物材料,它可充分填充于任何不规则的骨缺损部位,并可通过局部注射的方式来进行临床及实验操作.因此目前成为国内外研究的热点之一.目的:观察可注射性磷酸钙骨水泥在皮质骨缺损周围的生物降解和成骨特性.设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-04-12/2008 12-05在华南理工大学材料学院教育部重点实验室和南方医科大学珠江医院中心实验室完成.材料:根据相关文献合成一种含有β-磷酸二钙、磷酸二氢钙、碳酸钙和纳米相羟基磷灰石的磷酸钙骨水泥,并用含藻酸钠的液相成分将该骨水泥调制成可用注射器和16号穿刺针操作的沣射物.方法:取12只新两兰大白兔,在双下肢股骨髁部钻取直径为2 mm的骨洞,左侧骨洞注入该骨水泥0.5～1.0 mL为实验组,右侧骨洞作为空白对照组.主要观察指标:术后4,8,12,16周取材,于光镜下观察该骨水泥在皮质骨内的降解及再生新骨情况;扫描电镜观察新生骨超微结构.X射线衍射图谱分析不同阶段骨水泥的成分,能谱分析测定降解区的钙磷比.结果:骨水泥在体内相容性良好,8周时降解反应明显,12周为降解反应的高峰期,16周降解反应基本完成;降解同时有大量的骨小梁生成.空白对照组无新骨形成.X射线衍射图谱证实骨水泥的主成分是β-磷酸三钙,能谱分析提示降解区钙离子含量显著升高.结论:该型磷酸钙骨水泥具有可注射性,骨皮质内相容性、骨传导和骨诱导作用良好等特性,是一种较好的骨替代产品.     

两种新型支架材料的细胞相容性

背景:利用骨组织工程原理,通过观察成骨细胞在生物材料上的形态、测定成骨细胞在生物材料上的黏附率等方法,可评估生物支架材料的生物相容性.目的;通过扫描电子显微镜下细胞-生物材料的观察和细胞-生物材料黏附率的测定,探讨骨组织工程材料的细胞相容性.设计、时间及地点:动物实验,成骨细胞形态学观察,于2007-02/2007-09在华南理工大学材料科学与工程学院生物材料研究所教育部重点实验室完成.材料:健康SD乳鼠30只,2种支架材料分别是:复合海藻酸钠和聚乳酸羟基乙酸的磷酸钙骨水泥以及卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸,生物活性玻璃复合支架.方法:取SD乳鼠颅骨成骨细胞,经体外培养、扩增,与两种新型可降解生物活性支架材料进行复合,通过扫描电镜观察细胞形态并测定细胞在生物材料上的黏附率.主要观察指标:观察接种于生物材料表面上的成骨细胞形态、黏附情况.对生物材料生物相容性进行描述.结果:生物活性材料与细胞复合后,材料出现了矿化,同时在海藻酸钠,聚乳酸羟基乙酸磷酸钙骨水泥通过扫描电镜观察发现其上游生长形态良好的成骨细胞;成骨细胞在生物卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸生物活性玻璃上的黏附率最高达到了95.2%.结论:从细胞形态和细胞黏附率上看,海藻酸钠/聚乳酸羟基乙酸磷酸钙骨水泥和生物卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸生物活性玻璃具有较好的生物相容性.     

双相磷酸钙／聚乳酸复合生物材料的生物相容性

背景:双相磷酸钙生物陶瓷与聚乳酸复合材料具有优良的生物活性和生物降解性.适宜孔隙结构的双相磷酸钙具有骨诱导性能,故与目前广泛报道的羟基磷灰石/聚乳酸相比,可望成为一类有前途的骨缺损修复材料.目的:制备双相磷酸钙/聚乳酸复合材料并对其生物相容性进行体内及体外评价.设计、时间及地点:动物观察,生物相容性实验,于2008-03/12在四川大学材料科学与工程学院及四川大学华西口腔医学院完成,部分检测在解放军成都军区总医院完成.材料:以溶液浇铸,粒子沥滤法制备多孔双相磷酸钙/聚乳酸复合材料.方法:以肌内植入实验、致敏实验、皮肤刺激实验、急性毒性实验、短期毒性实验验证复合材料的生物相容性.主要观察指标:复合材料孔隙结构及抗压强度、肌内植入组织学切片观察、急性毒性及短期全身毒性评级、致敏实验分级、皮肤刺激计分.结果:双相磷酸钙/聚乳酸复合材料无急性毒性作用对皮肤无刺激性、无短期全身毒性.复合材料孔径为200～400 μm且相互贯通,具有适宜的孔隙结构及力学强度.结论:双相磷酸钙/聚乳酸复合材料具有优良的生物相容性.