医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合生物材料研究现状及进展

医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合生物活性材料是近年来广泛应用的骨替代材料。n-HA/PA66复合生物活性材料同时具有生物活性、生物相容性、骨生成、骨诱导性,并且其综合力学性能与自然骨的力学性能匹配,能满足临床硬组织修复要求等优点。目前n-HA/PA66复合生物活性材料在颈椎前路、腰椎前路、椎板阙如重建、四肢良性肿瘤等手术中应用,均取得了良好的效果。根据n-HA/PA66复合生物活性材料特性及现有的应用效果,其将会有非常广泛的应用前景。     

纳米羟基磷灰石／聚酰胺66／富血小板血浆复合物修复兔股骨中段骨缺损的实验研究

目的：探讨纳米羟基磷灰石／聚酰胺66／富血小板血浆（n-HA／PA66／PRP）复合物修复兔股骨中段骨缺损的疗效。方法新西兰大白兔共40只,切除左股骨中段1 cm 连同骨膜的骨质造成骨缺损模型后随机分为两组,实验组植入 n-HA／PA66／PRP 复合物后予以钢板固定;对照组植入 n-HA／PA66后予以钢板固定。术后2、4、8、12周每时间点处死5只兔子,进行 X 线片、大体标本观察、组织学、免疫组织化学染色等观察股骨骨缺损愈合情况。结果术后所有动物无感染、死亡及植入物脱落,大体标本及组织学结果显示术后2周内实验组开始有新生骨组织,随着时间的延长,实验组新骨生长速度和数量明显优于对照组;术后12周 Lane-Sandhu 法 X 线片评分显示实验组（6．80±2．05）分,对照组（4．20±1．30）分,二者比较差异有统计学意义（P ＜0．05）;免疫组织化学染色结果显示实验组血管内皮细胞生长因子表达强度在术后第2、4周时与对照组比较,差异有统计学意义（P ＜0．05）,在术后第8、12周时与对照组比较差异无统计学意义（P ＞0．05）。结论n-HA／PA66／PRP 复合物具有促进骨质愈合的作用,尤其在早期修复骨缺损的效果优于 n-HA／PA66。     

纳米羟基磷灰石复合物修复骨缺损实验研究的影像学评价

目的:通过磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)与X线方法检测纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n-HA/PA66)复合材料应用于修复骨缺损实验研究,综合评价其成骨能力,为骨缺损修复后全面、准确的影像学评价提供理论依据.方法:30只新西兰大白兔行一侧胫骨髁钻孔,并植入n-HA/PA66复合材料.术后2、4、6、8、12周各时相点摄DR片、MRI及动态增强MRI检查,并取材进行组织学观察.结果:(1)MRI显示n-HA/PA66复合材料与骨组织易于区分,术后第4周开始从材料内部逐步强化,周围软组织水肿逐步吸收,术后12周修复区强化明显,周围水肿基本吸收.(2)X线显示术后第8周开始,缺损填修复区内的骨质增生开始,术后12周缺损区呈高密度骨质修复表现.(3)组织学显示术后4～12周,n-HA/PA66复合材料被界膜分隔成小岛,界膜内可见大量间充质细胞、成纤维细胞及小血管,后形成破骨及成骨细胞,修复区内骨小梁逐步形成.结论:MRI联合X线能够清楚显示n-HA/PA66复合材料修复过程,对早期骨移植的成功有很好预测作用,并兼顾术区周围关节及软组织的恢复显示,具有临床可操作性.     

壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料修复骨缺损研究

目的观察壳聚糖/羟基磷灰石纳米材料修复家兔颌骨缺损愈合的愈合过程,评价该新型材料的生物活性和成骨特性。方法电镜观测材料孔隙率、孔径大小和材料间的交连特点。30只家兔随机分为3组,分别为壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合物充填组(A组),纳米羟基磷灰石(HA)充填组(B组)和空白对照组(C组),其中空白对照组缺损区不植入任何材料。术后2、4、8和12周分批处死家兔,取下颌骨观察缺损部愈合情况,并进行X片、力学性能的初步分析。结果壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物移植10周时可完全修复骨缺损,各时段放射学评估优于其他各组,差异有显著性(P<0.05)。10周时修复效果显著差于壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物充填组(P<0.05);空白组10周时缺损不能修复。骨痂力学强度与骨痂X线灰度呈指数相关(P<0.05),骨痂X线灰度随骨折愈合的进程而增高。结论壳聚糖/羟基磷灰石纳米聚合物具备良好的生物兼容性及骨引导能力,可应用此材料于骨损伤的修复,它是一种有应用前景的骨替代品和骨组织工程支架基质材料。     

网孔型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合生物活性材料治疗早期股骨头缺血坏死的实验研究

目的观察网孔型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（n-HA/PA66）支撑棒及其复合血管内皮细胞生长因子（VEGF）后治疗兔股骨头早期缺血性坏死的实验效果。方法将n-HA/PA66支撑棒及VEGF缓释微球植入兔早期股骨头缺血坏死模型,术后3、6、12周行影像学及组织切片观察。结果植入n-HA/PA66支撑棒的实验兔未发现股骨头塌陷的影像学征象且骨质修复良好,其组织学检查显示新生骨长入n-HA/PA66,VEGF的持续缓释能促进骨长入及血管重建。结论网孔型n-HA/PA66支撑棒能有效预防早期股骨头缺血坏死的股骨头塌陷,VEGF缓释微球能加快骨修复过程。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器对山羊颈椎的融合效果研究

目的研究纳米羟基磷灰石／聚酰胺66（n-HA／PA66）复合生物活性椎间融合器对山羊颈椎的融合效果和可行性。方法取30只成年雌性山羊,按随机数字表分为2组：n-HA／PA66复合生物活性椎间融合器组和自体髂骨组。所有山羊行颈3、4椎间盘及部分椎体切除术,分别植入n-HA／PA66复合生物活性椎间融合器和自体髂骨块,术后4、12、24周行CT检查;术后12、24周行组织学和生物力学评估。结果24周时n-HA／PA66椎间融合器与自体髂骨在山羊颈3、4椎间均可形成骨性融合,组织学、影像学及生物力学等各项测试指标比较,差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论n-HA／PA66椎间融合器具有良好的骨传导性和生物力学特性,达到了良好的融合效果,是一种理想的椎间融合材料。     

纳米羟基磷灰石/胶原骨修复材料

目的：制备纳米相羟基磷灰石／胶原（nano-HAp/Collagen,NHAC)复合材料,并检测骨修复性能。方法：采用仿生方法制备NHAC复合材料。结果：NHAC复合材料成分与微结构具有同天然骨类似的某些特征。复合材料的矿物含量约为50％,矿物相为含有碳酸根的羟基磷灰石,结晶度低,晶粒尺寸为纳米量级,矿物相均匀沉积在I型胶原蛋白基质上,NHAC复合材料的力学性能表现为各向同性,其显微硬度可以达到骨皮质显微硬度的下限,用颗粒型NHAC材料压制成的致密种植体植入骨髓腔后,界面层可发生溶解－再沉积的动态快速更新过程,巨噬细胞可在种植体表面或深入种植体内部通过吞噬和胞外降解方式吸收种植体材料,种植体表面及内部被吸收后,伴随有新骨的沉积,这一现象类似骨组织的重塑过程,可使NHAC种植体整合入活体骨的新陈代谢中并最终为自体现有组织所取代。结论：NHAC是生物活性材料,种植体与最组织可形成界面化学键合。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66颈椎融合器在颈前路椎间盘切除术后椎间隙重建的初期疗效

目的：观察纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（nano-hydroxyapatie/polyamide 66,n-HA/PA66）颈椎融合器在颈前路椎间盘切除减压术后椎间隙植骨重建的初期疗效。方法：回顾性分析2008年6月-2011年6月行颈前路椎间盘切除减压,n-HA/PA66 颈椎融合器植骨融合,钛钉板系统固定治疗,资料完整的46例脊髓型和神经根型颈椎病及颈椎间盘突出症患者。影像学评价手术节段植骨融合率、塌陷率、椎间隙高度及颈椎曲度;Odom’s标准评定临床疗效。结果：Odom’s标准评定临床疗效,优良率80%。46例患者在术后6月时获得100%植骨融合率,未发现１例患者塌陷;椎间曲度由术前（2.29±3.04）°矫正到（8.04±3.06）°,术前较术后差异有统计学意义（P＜0.05）,末次随访时为（6.58±2.35）°,平均丢失角度为（1.45±1.96）°;术后6个月平均椎间隙高度（7.76±0.55） mm,较术前（4.40±1.36） mm差异有统计学意义（P＜0.05）,末次随访发现椎间隙高度（7.36±0.59） mm,丢失高度（0.41±0.28） mm。结论：n-HA/PA66颈椎融合器治疗颈前路椎间盘切除术后椎间隙重建具有良好的临床疗效,可有效的维持颈椎生理曲度和椎间隙高度,植骨融合率高。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66与人胚胎成纤维细胞的生物相容性研究

目的:研究新型骨修复重建复合材料纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)对人胚胎成纤维细胞可能存在的细胞毒性,为该材料应用于临床提供实验依据.方法:采用人胚胎成纤维细胞,经材料及材料浸提液分别与细胞共培养等方式对n-HA/PA66进行细胞毒性测试,细胞形态观察法观察各组细胞在24h、48h、72h、5天各时相点的细胞形态学变化,细胞生长抑制法(MTT比色法),测定各组1,2,4,7天细胞的相对增殖率.结果:材料表面的细胞黏附生长良好,各浸提液组和直接接触组分别与阴性对照组进行两两比较,各组对细胞的增殖均无显著影响(P＞0.05),各浸提液组和直接接触组分别与阳性对照组进行两两比较显示有显著差异(P＜0.05),材料的细胞毒性为0～1级.结论:体外试验结果显示,n-HA/PA66与人胚胎成纤维细胞相容性好,符合GB/T16886.5-1997-ISO 10993-5:1992规定的医用材料相应标准[1].     

n-HA/PA66生物材料修复骨巨细胞瘤骨缺损效果的临床研究

目的观察颗粒型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)修复骨巨细胞瘤骨缺损的生物安全性和临床效果。方法选取2007年12月至2011年5月于我院行病灶刮除、颗粒型n-HA/PA66填充植骨术的骨巨细胞瘤患者48例,术前及术后做血常规、肝肾功、钙磷及免疫相关检查,术后1周,1、3、6、12月及以后每6月行影像学检查。将1例复发患者再手术时取出的含有n-HA/PA66复合生物材料的骨组织行组织学检查。结果 3例失访,45例获得随访。患者术前、术后的血常规、肝肾功、钙磷、免疫指标均无明显变化。除1例复发外,余影像学示材料颗粒随时间逐渐融合,植骨区密度逐渐增高,与宿主骨界限逐渐模糊。术后1年,植骨区密度接近正常骨密度。组织学检查示:成骨细胞爬入材料的孔隙内,周围钙盐沉着明显,大量骨细胞镶嵌于材料中,材料与新生骨及周围组织结合紧密。结论 n-HA/PA66具有良好的生物安全性和组织相容性,良好的骨传导性及成骨活性,是一种理想的骨修复材料。     

T-CAM表面修饰n-HA/PA66复合骨修复材料修复兔桡骨骨缺损的实验研究

目的 探讨T-CAM表面修饰纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(nano-hydroxyapatite/polyamide 66,n-HA/PA66)复合骨修复材料修复兔桡骨中段骨缺损的疗效.方法 选择36只成年新西兰大白兔,建立右桡骨中段1.5 cm骨缺损模型后分为两组:实验组植入T-CAM表面修饰n-HA/PA66复合骨修复材料;对照组植入n-HA/PA66.观察术前,术后2、4、8、12周静脉血碱性磷酸酶(ALP)值;术后4、8、12周每个时间点处死6只兔子,进行X线片、大体标本观察、组织学等观察桡骨骨缺损愈合情况.结果 所有兔子术后切口均一期愈合,无死亡,无体内植入材料脱落.影像学及组织学结果表明实验组在术后4周就有新生骨组织,随着时间的延长,实验组新骨生长速度和数量明显优于对照组,术后12周Lane-Sandhu法X线片和组织学评分实验组均高于对照组(P＜0.05);术后2周实验组ALP值开始升高,随着时间的推移,两组ALP值均升高,术后8周达最高峰,之后开始下降,在12周时接近于术前,静脉血ALP值在术后第2、4、8周与对照组比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 T-CAM表面修饰mHA/PA66复合骨修复材料具有促进骨质愈合的作用,尤其在早期修复骨缺损的效果优于n-HA/PA66.     

新型纳米生物活性接骨螺钉固定犬股骨髁间骨折

目的评估纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)/聚酰胺66(PA66)/玻璃纤维(glass fiber,GF)新型生物活性螺钉固定犬髁间骨折的效果。方法制备n-HA/PA66/GF生物活性螺钉。取24只成年中华田园犬,按随机数字表法分为2组:生物螺钉实验组和金属螺钉对照组。使用电锯将动物股骨外侧髁锯断造股骨髁间骨折,分别使用生物螺钉及金属螺钉固定骨折。术后4、8、12、24周行大体观察、组织学、CT片、生物力学及血常规、生化检测,术后24周行肝、肾、脾组织学检测。结果 2种螺钉均能有效固定犬髁间骨折。术后2组动物均活动正常,切口愈合良好。术后12周CT显示2组动物髁间骨折均已骨性愈合。组织学检测发现n-HA/PA66/GF螺钉表面被新生骨覆盖,新生骨不断钙化、成熟,骨-钉界面结合紧密。金属螺钉与骨之间存在较大间隙,螺钉周围骨组织被1层纤维组织包裹。生物力学测试证实2组最大推出载荷在术后4、8、12周无统计学差异(P>0.05),但在术后24周有统计学差异(P<0.05),推出生物螺钉所需的最大载荷比金属螺钉对照组大。生物螺钉实验组术后24周碱性磷酸酶水平升高[(58.8±14.49)U/L],2组其余外血常规、生化均正常。2组肝、脾、肾HE染色未见异常。结论 n-HA/PA66/GF生物活性螺钉具有良好的内固定性能和体内相容性。     

OsteoSet骨移植替代品修复骨肿瘤性骨缺损的临床观察(附22例报告)

目的:观察OsteoSet骨移植替代品修复骨肿瘤性骨缺损的临床疗效。方法:2004年至2006年采用OsteoSet骨移植替代品修复22例骨肿瘤性骨缺损患者,术后定期复查X成片,观察及分析其临床疗效。结果:随访6~9个月,所有患者Osteo-Set骨移植替代品吸收良好,没有出现不良反应,骨缺损充填良好;患者功能恢复良好,其中1例患者发生骨折。结论:OsteoSet骨移植替代品自然吸收率与新骨生长率基本一致,是一种理想的骨缺损充填材料。     

自体骨膜、肌腱包裹nHA/PA66复合材料替代腕舟骨的早期实验研究

目的:初步探讨自体骨膜、肌腱包裹致密型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(nHA/PA66)复合材料形成复合体替代重建腕舟骨的可行性.方法:36只新西兰白兔,随机分为A、B、C 3组,每组12只.A组:自体骨膜、肌腱包裹致密型nHA/PA66复合材料植入组;B组:自体肌腱包裹致密型nHA/PA66复合材料植入组;C组:单纯自体肌腱球植入组.完整摘除动物双侧桡侧腕舟骨后,分别将上述3种植人物放置于腕关节桡侧腕舟骨缺损处.于术后3、6、12周,取全腕关节标本行大体观察、放射学及组织学观察,并测量腕高率,进行统计学分析.结果:A组植入物在3周和6周时,nHA/PA66复合材料的表面即可见少量软骨母细胞:12周时,软骨母细胞数量增多,材料周缘形成类软骨组织.12周时,nHA/PA66复合材料与周缘软组织间的纤维愈着较3、6周时更为紧密.在不同时间段,均未见nHA/PA66复合材料碎裂、吸收或降解.B、c组植入物在不同时间段均未见类软骨组织在材料周缘形成,但C组腕关节标本较A、B组经大体观察和X线摄片显示腕关节高度明显丢失,塌陷明显.标本X线腕高率经统计学分析,A、B组无明显减低(P>0.05),C组有非常明显的减低(P<0.01).结论:自体骨膜、肌腱包裹致密型nHA/PA66复合材料形成的复合体在腕关节腔中,其表面能够化生出类软骨组织,且具有良好的抗压强度,可以用作腕舟骨替代物.     

Experimental study of natural hydroxyapatite/chitosan composite on reconstructing bone defects

Objective:To study the possibility of natural hydroxyapatite/chitosan composite on repairing bone defects. Methods:We developed a natural hydroxyapatite/chitosan composite that could be molded into any desired shape. The powder component consists of natural hydroxyapatite, which is epurated from bone of pigs. The liquid component consists of malic acid and chitosan. Operations were performed on the left tibias of 15 white rabbits to create two square bone defects. One of the defects was reconstructed with the composite, while the other was not repaired and used as a blank control. Three of the animals were killed at the end of 2 weeks, 4 weeks, 8 weeks, 12 weeks and 16 weeks respectively and implants were evaluated anatomically and histologically. Results:No apparent rejection reaction was found, except for a mild inflammatory infiltration observed 2 weeks after surgery. Fibrous tissue became thinner 2～8 weeks after surgery and bony connections were detected 12 weeks after surgery. The new bone was the same as the recipient bone by the 16th postoperative week. Conclusion:The hydroxyapatite/chitosan composite has good biocompatibility and osteoconduction. It is a potential repairing material for clinical application.     

珊瑚／骨髓复合人工骨修复颌骨缺损的临床应用研究

目的：评价珊瑚／骨髓复合人工骨修复颌骨缺损的疗效。方法：将珊瑚／骨髓复合人工骨用于充填9例颌骨囊肿和3例造釉细胞术后贵留的骨腔,术后1周、1、6和12个月通过临床和X线检查以评价其骨修复效果。结果：10例伤口Ⅰ期愈合,术后1个月缺损区有新骨形成;6个月缺损区可见大量成熟的骨组织,部分珊瑚被降解吸收;12个月珊瑚完全被宿主骨取代,缺损区得到完全修复。另有2例因伤口袭开需去除珊瑚骨。结论：珊瑚／骨髓复合人工骨可促进颌骨缺损的修复,是较理想的骨移植替代材料,减少缝合时伤口的张力是植骨成功的关键。