硫酸钙-羟基磷灰石/胶原蛋白支架的制备及研究

目的研究硫酸钙-羟基磷灰石／胶原蛋白支架的制备，以期此材料能符合人工骨植入修复骨缺损的要求。方法采用共滴定法制备羟基磷灰石／胶原蛋白复合材料，再结合具有良好的生物相容性和生物降解性的硫酸钙制备人工骨支架材料，采用XRD、TEM、SEM和万能力学测试机等对复合材料进行生物力学复合材料特性的研究。结果硫酸钙-羟基磷灰石／胶原蛋白复合材料成分与微结构具有同天然骨类似的某些特征，具有良好的生物相容性和生物降解性，其结晶度、力学强度可达到人体松质骨要求，其结果取决于三种材料的含量比例、温度和pH值等。结论硫酸钙-羟基磷灰石／胶原蛋白复合材料是良好的生物活性材料。     

EH复合材料人工颅骨的生物力学研究

运用应变电测技术测定 Ｅ Ｈ 复合材料人工颅骨的各项生物力学指标。结果： Ｅ Ｈ 复合材料人工颅骨的抗弯,抗冲强度大于人体颅骨,抗压、抗拉强度略小于人体颅骨。说明： Ｅ Ｈ 复合材料人工颅骨的生物力学性能与人体颅骨相当,从力学角度看, Ｅ Ｈ 复合材料人工颅骨是一种较理想的颅骨修补材料。     

可调控纤维增强型骨组织工程支架的制备及表征

目的：获得一种新型人工骨,使其最大限度地接近自体骨,用于修复骨缺损。方法采用粒子溶出造孔法,用棒状谷氨酸钠晶体颗粒作为造孔剂,制备磷酸钙骨水泥三维多孔支架。测定不同制孔剂质量比复合材料的孔径、孔隙率与力学性能的关系;将浸泡后的样品烘干,在研钵体中研磨成粉体用X射线衍射仪进行物相分析;对支架材料进行扫描电镜观察。结果复合支架的孔隙率可达（80.2±2.2）％,孔隙直径100～600μm;复合纤维支架材料的强度提高了3～5倍,韧性明显增强（ P＜0.05）。结论谷氨酸钠晶体作为造孔剂安全有效,加入不同质量比可调控复合支架材料的孔隙率;聚磷酸钙纤维明显改善了复合支架材料的力学性能。     

EH复合材料人工颅骨的生物力学研究

运用应变电测技术测定ＥＨ复合材料人工颅骨的各项生物力学指标。结果：ＥＨ复合材料人工颅骨的抗弯,抗冲强度大于人体颅骨,抗压、抗拉强度略小于人体颅骨。说明：ＥＨ复合材料人工颅骨的生物力学性能与人体颅骨相当,从力学角度看,ＥＨ复合材料人工颅骨是一种较理想的颅骨修补材料。     

新型聚乳酸/骨基质多孔复合支架材料制备及初步研究

目的采用CO2超临界法(SC-CO2)制备一种新型的聚乳酸(PLA)/骨基质(BMG)多孔复合型生物活性骨支架材料,并评价其理化性能及细胞相容性,确定材料最佳复合比例,为进一步的实验提供实验依据。方法采用SC-CO2法制备不同比例的PLA/BMG多孔复合型骨植入材料,通过大体观察、孔隙率测定,力学检测、SEM观察评价其理化性能,并结合体外细胞相容性检测选择最佳复合比例。结果采用SC-CO2法制备的PLA/BMG多孔复合支架材料中BMG的比例与材料的孔隙率及细胞相容性成正相关,与力学性能成负相关;含30%BMG的复合材料具有良好的综合性能。结论采用SC-CO2法制备的PLA/BMG(7/3)多孔复合支架材料具有良好的理化性能及细胞相容性,可作为骨植入材料及骨组织工程支架进一步研究。     

人工活性骨内部微细胞构建的实验研究

目的探讨利用快速成型技术（RP）制作特定外形的多孔β磷酸三钙（β-TCP）构建人工活性骨进行骨缺损修复的可行性。方法将24只新西兰大白兔制作右侧桡骨标准骨缺损不愈合模型,采用RP技术SL法制作具与兔桡骨缺损外形一致的多孔β-TCP支架,并该组大白兔分为2组,A组通过多孔β-TCP支架＋真空冻干吸附技术复合BMP,构建人工活性骨;B组单纯采用多孔β-TCP支架,然后在槽形支架中植入自体松质骨,术后2、4、8、12周行影像学、组织学、成骨量、生物力学和骨密度的观测。结果两组材料在植入后12周后,均出现牢固的骨连接,但A组在成骨量、骨密度及生物力学指标方面优于B组（P〈0.05）。结论利用RP技术进行人工活性骨的构建是可行,多孔β-TCP复合支架有利于提高体内新骨生成,达到临床修复的目的 。     

纳米羟基磷灰石/明胶仿生复合材料的制备及其细胞相容性

目的：评价纳米羟基磷灰石/明胶仿生复合材料的一般理化性质及细胞相容性。方法：采用冷冻干燥技术 将纳米羟基磷灰石与明胶复合物制成3D多孔支架材料,并用扫描电镜、傅里叶红外光谱、万能试验机等对复合材料 进行表征;原代培养BALB/c小鼠成骨细胞,取第3代与复合材料共培养,采用扫描电镜、细胞毒性实验、细胞增殖实 验和碱性磷酸酶活性测定法观察支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果：扫描电镜显示复合材料为三维多孔状, 孔径大小约150~400 μm;傅里叶变换红外光谱显示复合材料无机相和有机相之间有较强的化学键合;复合材料抗压 强度为(3.28±0.51)MPa,孔隙率为(80.6±4.1)%,接近人松质骨。扫描电镜观察和MTT实验结果显示复合材料具有良好 的细胞相容性,小鼠成骨细胞在材料上黏附和伸展情况良好;细胞毒性I~II级;与材料共培养第5,7天的细胞增殖 率与对照组差异有统计学意义(P<0.05);第1,3天的碱性磷酸酶活性与对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05)。结 论：明胶与纳米羟基磷灰石在一定比例和条件下,采用冷冻干燥法可制备出具有较高孔隙率、适宜孔径大小的三维 连通多孔结构的仿生支架材料,具有良好的细胞相容性,有望成为一种新型骨组织工程支架材料。     

低温快速成型3D打印磁性纳米复合人工骨的性能测定

目的 利用低温快速成型技术的可控性、三维多孔立体结构的优点,制备骨组织修复材料磁性纳米多孔复合人工骨支架材料(n-HA/PLLA/Fe2O3),并检测其力学和降解性能.方法 低温快速成型仪分别制备不同成分比例的n-HA/PLLA/Fe2O3,再通过乙醇浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机通过检测抗弯,抗压,弹性模量评价支架力学性能,通过电镜观察支架超微结构,浸泡磷酸盐缓冲液(PBS)进行降解试验,观察降解液的pH值变化,材料力学性能的变化.结果 n-HA和Fe2O3的比例增加,复合支架材料的拉伸强度减弱,弯曲强度在n-HA和Fe2O3的质量分数为10%时达到峰值(111.9 MPa),弹性模量随着n-HA和Fe2O3质量分数的增加而增大.在n-HA和Fe2O3含量为5%时出现大量的韧窝,孔隙率为83%;在n-HA和Fe2O3含量为10%断裂表面凹凸不平,孔隙率达到90%以上;在n-HA和Fe2O3含量为15%以上时断口又变得越来越平整,孔隙率在80%左右.随着降解时间的延长,支架材料的力学性能也一定程度的衰减.结论 复合人工骨支架材料的制备比例中,通过不同组分的筛选和测定,设定最佳的组分配比来制备出性能优良的支架材料.当n-HA和Fe2O3成分为10%时,该磁性纳米多孔复合人工骨支架材料具有更好的生物力学性能以及可降解性能.     

骨组织工程无机支架及其生物相容性

目的：制备满足组织工程需要的多孔骨支架并研究其生物相容性。方法：以自制的HA粉体为原料，采用聚氨酯泡沫浸渍工艺制得骨组织工程多孔支架。于一定的培养条件下，在制得的多扎支架上进行成骨细胞的体外培养，分析支架的生物相容性。结果与结论：本研究采用新“泡沫技术”制得的骨支架有均匀的通孔结构，孔径在100—500μm之间，并具有良好的生物性能。     

对BCP/PLLA复合骨修复材料的生物相容性研究

在分析BCP/PLLA复合材料成分、特性和使用条件的基础上,以一系列体内体外试验对该复合材料的生物相容性进行研究。选择家兔在其肌袋内长期埋植进行组织学观察,以豚鼠静脉注射材料浸提液实验来验证材料的短期毒性。实验结果表明：BCP/PLLA复合骨修复材料的生物相容性优良,可望成为一种优异的骨组织工程支架材料和骨修复替代材料。     

羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料对骨缺损的修复作用

目的探讨羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃(PHBV/SGBG)复合多孔支架材料对骨缺损的修复能力.方法将PHBV/SGBG复合多孔支架材料植入兔的桡骨缺损模型中,PHBV/羟基磷灰石(HA)作为实验对照组,利用放射学、组织学、组织切片的计算机图像分析、生物力学测定等方法,观察其降解性、生物相容性以及成骨能力.结果PHBv/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,新生骨形成时间早:术后2周,植入材料内部有骨小粱形成,术后8周移植材料四周及内部均有大量新生骨形成,骨缺损区被新生骨填充;骨修复完成时间早:术后12周,新生皮质骨结构清晰,与宿主皮质骨自然连接,新生骨显示出正常骨结构,髓腔再通;抗压力强:12周时所修复骨缺损标本的抗压力,PHBV/SGBG组明显高于PHBV/HA组(P＜0.05),而与自体松质骨组间差异无显著性(P＞0.05);降解速度快:术后4周材料开始降解,术后12周材料大部分已被吸收,材料与新骨面积的百分比由4周时的60%下降到8%.结论PHBV/SGBG复合多孔支架材料修复骨缺损,成骨时间早并且修复完全,材料本身可以完全降解,是一种理想的骨科替代材料,亦可以用于骨组织工程的支架材料.     

负载siRNA胶原/生物活性玻璃复合材料的成骨作用

目的探讨负载siRNA胶原/生物活性玻璃复合材料的成骨作用。方法冷冻干燥法分别制备胶原/生物玻璃、负载阴性对 照siRNA胶原/生物玻璃和负载noggin胶原/生物玻璃3组复合材料。用CCK8试验检测空白组上述3组不同支架材料浸提液对 细胞增殖的影响,ALP活性检测、q-PCR检测、茜素红染色评估3组不同支架对MC3T3细胞矿化的影响。结果材料浸提液共培 养MC3T3细胞3、5 d后,胶原/生物玻璃复合材料、负载阴性对照siRNA胶原/生物玻璃复合材料和负载noggin胶原/生物玻璃支 架组细胞增殖数目均明显高于空白组,差异具有统计学意义（P<0.05）。培养14 d后,负载siRNA胶原/生物玻璃支架组ALP活 性高于单纯支架组,差异具有统计学意义（P<0.05）。培养14 d后,负载siRNA胶原/生物玻璃支架组ALP、Runx2、BSP表达量高 于单纯支架组,差异具有统计学意义（P<0.05）。茜素红染色结果表明负载siRNA胶原/生物玻璃支架组较其余组有更多矿化结 节形成,差异具有统计学意义（P<0.05）。结论负载siRNA胶原/生物玻璃复合材料支架具有良好的生物相容性,胶原/生物玻璃 复合材料和siRNA noggin可协同增效促进成骨。     

钛合金支架——明胶复合载药体系的制备及其抗菌性研究

目的：探究提高钛合金骨植入材料的抗菌性及生物相容性的有效方法。方法：本文以3D打印的多孔钛合金为支架，将负载有庆大霉素的明胶填充于其中以制备复合骨植入材料；通过红外吸收光谱、水溶性及体外药物释放测试评价不同载药量对明胶稳定性的影响；利用细菌黏附、细菌活性以及抑菌圈实验分析该复合材料的抗菌性能；采用细胞活性实验评价该材料的生物相容性。结果：不同载药量下明胶的耐水性均达到6 d，药物释放效应可维持到明胶完全溶解；载药量的提升能更有效地抑制大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的生长，在载药量为8 mg/mL的情况下，两种细菌的抑菌圈最大；细胞毒性分析发现不同载药量对成骨细胞的活性无显著影响（P>0.05）。结论：此复合骨植入体材料具有良好的体外抑菌性能及生物相容性。     

生物衍生骨与成骨细胞联合培养体内异位成骨实验研究

目的：探讨生物衍生骨作为组织工程骨支架复合成骨细胞体内植入的成骨作用，了解其用于骨组织工程支架材料的可行性。方法：将经过物理化学方法处理制得的冻干猪脱蛋白型松质骨与胎兔颅骨来源的成骨细胞体外培养10d后，在无菌条件下植入30只成年新西兰兔背部肌肉内（左侧），对照组为同体单纯植入猪脱蛋白型松质骨（右侧）。于8周后取材，行大体观察、X线摄片、脱钙后组织学染色（HE法）及荧光标记检测，观察新骨形成情况。结果：8周后，实验组：X线片有高密度的阴影；大体标本呈红色，质硬；脱钙组织切片示大量的类骨质骨形成并相互连接成骨小梁结构，骨细胞位于陷窝中；荧光标记后在荧光显微镜下，骨小梁呈现淡绿色，类骨质呈黄色。对照组：X线片仅见植入处低密度阻射阴影；组织学检查及荧光标记检测均无类骨形成，在支架的孔洞内有大量的纤维组织长入。结论：猪脱蛋白型松质骨可作为骨组织工程的支架材料，具有良好的应用前景。     

BG/PHBV复合多孔支架材料与成骨细胞体外复合培养

目的用生物活性玻璃BG/聚羟基烷酸酯PHBV复合多孔支架材料与骨髓基质细胞来源的成骨细胞体外复合培养了解其生物相容性,为骨组织工程支架材料选择提供依据。方法:将体外培养的兔骨髓基质细胞诱导分化的成骨细胞,与BG/PHBV复合多孔支架材料体外复合培养,对复合体进行形态学、扫描电镜、细胞增长能力的测定,评价细胞与材料的相容性。结果:骨髓基质细胞有较强的向成骨细胞分化和繁殖能力成骨细胞与BG/PHBV复合多孔支架材料体外复合培养8d,分布于支架材料的成骨细胞迅速分化增殖,分泌细胞外基质并形成钙结节。结论:骨髓基质细胞是骨组织种子细胞的良好来源BG/PHBV复合多孔支架材料与成骨细胞具有良好的生物相容性,是构建组织工程骨的一种理想支架材料。     

pcDNA3.1-VEGF165转染BMSCs构建组织工程骨修复骨缺损的实验研究

目的：依据组织工程的原则,首先将pcDNA3.1-血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）165质粒转染至骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells ,BMSCs）,然后将其与纳米羟基磷灰（nano-hydroxyapatite,n-HA) /羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan,CMCS）支架材料复合构建组织工程骨,观察该组织工程骨在兔桡骨骨缺损模型处的成骨能力及降解速度。 方法：采用化学共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,以京尼平（Genipin）为交联剂,通过粒子沥滤结合冷冻干燥工艺制备纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖复合支架材料。采用扫描电镜观察其微观结构;三点弯曲法测试其力学性能;通过细胞形态分析测试其体外细胞毒性;激光共聚焦显微镜观察其荧光性能。根据设计的引物反转录合成VEGF165,pcDNA片段,构建pcDNA3.1-VEGF165质粒。骨髓间充质干细胞取自兔骨髓,培养、传代,采用电转法将 pcDNA3.1- VEGF165转至 BMSCs 然后与 n-HA/CMCS支架材料复合构建组织工程骨;建立动物模型将其植入兔桡侧,通过大体观察,X射线,HE染色及三点弯曲强度评价其成骨能力及降解速度。 结果：京尼平交联的n-HA/CMCS支架材料微观结构、力学性能与天然松质骨相似,可满足支架材料的要求;与戊二醛做交联剂所得支架相比,本研究所得支架生物毒性更小,更利于细胞的吸附与增殖,并且使用京尼平交联是支架材料具有自发荧光特征;成功构建出 pcDNA3．1-VEGFl65质粒,将其转至 BMSCs,并与n-HA/CMCS 复合构建组织工程骨。大体标本观察表明复合材料植入骨缺损处可见骨缺损处愈合良好,植入材料大部分已转化为自体骨组织仅少许未降解。X射线观察显示实验侧可见明显骨痂生成,骨髓腔形成,骨髓腔基本贯通。HE染色结果表明实验组骨缺损愈合,皮质骨形成,皮质主要由编织骨组成,部分由新生的骨单位构成,髓腔再通。 结论： pcDNA3.1-VEGF165转染BMSCs复合n-HA/CMCS支架材料具有生物相容性好、无毒副作用、促进局部微血管形成、加快骨缺损修复的作用,其降解速度与骨生长速度基本匹配;使用京尼平交联的支架不同于其他骨组织工程支架材料,其具有自发荧光特征。通过激光共聚焦显微镜可以清楚地观察到支架和细胞的界面,细胞的粘附特征,以及支架的微结构和降解时微结构特征变化。综上可知本研究所得复合骨是一种潜在的性能优良的骨修复材料。     

骨膜成骨细胞与生物衍生骨材料联合培养的实验研究

目的探索山西省医用组织库生产的冻干人同种骨植入材料作为组织工程支架材料的可行性。方法取兔胫骨前骨膜的成骨细胞，传代培养后作为种子细胞与冻干人松质骨小粒在体外联合培养，通过倒置相差显微镜、光镜及扫描电镜观察，了解成骨细胞在人松质骨小粒支架材料中的生长情况。结果冻干人松质骨材料具有天然不规则网孔结构，体外复合培养3天，细胞贴敷伸展，个别部位有少量细胞增殖；培养1周，形成了由一层或几层细胞构成的细胞膜片，覆盖整个骨小梁网架表面；培养3周，所形成的细胞膜片已较厚，细胞表面有基质分泌。结论人同种骨为天然骨基质，具有良好的生物相容性及细胞吸附性，是细胞良好的载体材料，可作为骨组织工程中较好的支架材料。     

离体灭活多孔骨瓣结合BAM骨诱导人工骨修复大鼠颅骨缺损的效果评价

目的研究离体灭活多孔骨瓣结合BAM骨诱导人工骨通过骨诱导成骨修复颅骨骨缺损的作用。方法72只Wistar大鼠颅 骨骨缺损建模后随机分为4组：骨缺损未修复组（CON组）、灭活自体骨瓣支架治疗组（AB组）、BAM骨诱导人工骨材料治疗组 （BAM组）和灭活自体骨瓣支架结合BAM骨诱导人工骨材料治疗组（BAM+AB组）。颅骨骨缺损建模术后1、2、3个月取标本, Micro-CT观察颅骨缺损的愈合情况,组织学观察新生骨形成情况。结果离体灭活多孔骨瓣结合BAM骨诱导人工骨可诱导大 鼠颅骨缺损的血管与纤维组织再生;离体灭活多孔骨瓣结合BAM骨诱导人工骨可诱导大鼠颅骨缺损成骨发生;BAM骨诱导人 工骨在离体灭活多孔骨瓣支撑下可使颅骨缺损更好恢复颅骨外观。结论应用离体灭活自体骨瓣和BAM骨诱导人工骨复合材 料修补颅骨缺损,不仅可以促进颅骨愈合,而且避免了材料脆性过大不能成型的弊端,使颅骨外观恢复原貌,达到颅骨表面局部 解剖重建要求,是颅骨缺损有效可行的方法。     

纳米羟基磷灰石复合物在骨组织工程中的应用与挑战

纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nHAp)具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性,是一种性能良好的骨修复材料。但由于其脆性大、强度低,制约了快速发展。nHAp与其他材料复合可以提高材料的生物相容性和力学性能,在临床应用方面前景广阔。现就各种nHAp复合支架材料在骨组织工程中的研究现状进行简要综述。     

新型复合型生物多孔支架生物安全性初步评价

目的 对自制的新型复合型生物多孔支架进行体内、体外生物安全性实验研究,为该材料临床应用的安全性提供理论依据.方法 以自制的新型复合型生物多孔支架为实验组进行以下实验:①采用培养的L929系小鼠成纤维细胞株,以聚乙烯浸提液为阴性对照组,0.64%苯酚溶液为阳性对照组采用细胞观察法与MMT法进行细胞毒性实验.②30只小鼠随机分为3组,以生理盐水为阴性对照组,聚氯乙烯作为阳性对照组进行全身急性毒性实验.③聚乙烯作为阴性对照组,聚氯乙烯为阳性对照组,分别加入抗凝兔血后计算溶血率.结果 细胞毒性试验表明新型复合型生物多孔支架组细胞无明显细胞毒性.全身急性毒性实验实验组和阴性对照组的各指标数值差异无统计学意义,与阳性对照组差异有统计学意义.支架材料的溶血率为3.199%.结论 课题组自制的新型复合型生物多孔支架具有良好的生物相容性,是一种比较好的骨组织产品.