聚乳酸/羟基磷灰石复合骨修复材料的改性及应用特征

目的：总结国内外对聚乳酸/羟基磷灰石复合材料的性能、改性和应用的研究现状. 资料来源：应用计算机检索Medline,Elsevier Science和CNKI数据库1998-01/2007-05期间与聚乳酸/羟基磷灰石复合材料相关文章,中文检索词：“羟基磷灰石,聚乳酸/羟基磷灰石”等;英文检索词：“hydroxyapatite,polylactide/hydroxyapatite”. 资料选择：对资料进行初选,选择聚乳酸/羟基磷灰石复合材料的制备、性能、改性和应用方面的文献.纳入标准：①羟基磷灰石性能及影响性能的因素.②羟基磷灰石改性研究.③PLA/HA的应用. 资料提炼：粗选有几百篇关于聚乳酸/羟基磷灰石复合材料的文章,根据纳入标准,精选66篇文献,排除重复性文献,最后纳入32篇文献进行综述. 资料综合：聚乳酸/羟基磷灰石复合材料是骨修复材料的典型代表,具有良好的生物相容性,羟基磷灰石已经做了大量的改性研究,提高了复合材料的力学性能和热稳定性.聚乳酸/羟基磷灰石复合材料在生物医学领域的应用主要包括以下3个方面：①骨科固定材料.②组织工程支架材料.③临床上已被广泛应用于组织工程中骨和软骨组织的构建和再生. 结论：聚乳酸/羟基磷灰石复合材料已在生物医学领域得到广泛应用,是一种很有发展潜力的骨修复材料.     

纳米羟基磷灰石的制备及改性

背景：人工制得的羟基磷灰石具有较强的比表面,极易发生团聚.目的：解决羟基磷灰石团聚问题,使其分散性更好. 方法：以硝酸钙和磷酸二氢氨为原料,采用溶液共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,分别应用聚乙二醇（2%,4%,5%,6%,8%）、聚乙烯醇（2%,4%,5%,6%,8%）、硬脂酸（2%,4%,5%,6%,8%）对其进行改性. 结果与结论：X射线衍射分析显示获得了纯度较高的纳米羟基磷灰石.在表面包覆改性纳米羟基磷灰石时,表面改性剂种类、活性剂浓度等都对其粒径大小产生影响.综合考察羟基磷灰石合成及改性过程中的影响因素主要得出以下结论：通过对羟基磷灰石改性,羟基磷灰石对聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸具有一定的选择性,聚乙二醇对羟基磷灰石改性最好,且浓度为5%时羟基磷灰石分散性最好.     

改性纳米羟基磷灰石表面性质及对成骨细胞贴壁生长的影响

背景：生物材料表面性质的改变能够影响其与细胞的相互作用,并进一步影响细胞黏附能力、基因表达等行为。目的：评价改性纳米羟基磷灰石的表面性质及其对成骨细胞在材料表面黏附能力的影响。方法：参考作者既往实验制备纳米羟基磷灰石和改性纳米羟基磷灰石,利用zeta电位仪测定改性纳米羟基磷灰石的zeta电位,通过测定水在改性羟基磷灰石表面的接触角,结合成骨细胞黏附试验,分析表面改性对材料的细胞黏附能力和生物相容性的影响。结果与结论：改性纳米羟基磷灰石表面呈疏水性,接触角为93°,成骨细胞黏附实验表明,改性纳米羟基磷灰石表面比纳米羟基磷灰石表面黏附更多的成骨细胞,表明表面改性增强了纳米羟基磷灰石的生物相容性。     

改性纳米羟基磷灰石表面性质及对成骨细胞贴壁生长的影响

背景:生物材料表面性质的改变能够影响其与细胞的相互作用,并进一步影响细胞黏附能力、基因表达等行为.目的:评价改性纳米羟基磷灰石的表面性质及其对成骨细胞在材料表面黏附能力的影响.方法:参考作者既往实验制备纳米羟基磷灰石和改性纳米羟基磷灰石,利用zeta 电位仪测定改性纳米羟基磷灰石的zeta电位,通过测定水在改性羟基磷灰石表面的接触角,结合成骨细胞黏附试验,分析表面改性对材料的细胞黏附能力和生物相容性的影响.结果与结论:改性纳米羟基磷灰石表面呈疏水性,接触角为93°,成骨细胞黏附实验表明,改性纳米羟基磷灰石表面比纳米羟基磷灰石表面黏附更多的成骨细胞,表明表面改性增强了纳米羟基磷灰石的生物相容性.     

掺锶羟基磷灰石的材料学特性及其生物学评价

可注射性磷酸钙材料是目前临床骨科解决骨组织缺损和破坏的潜在理想替代物.但其材料学特性及生物学评价仍有待于提高.因此材料学界和骨科学界对磷酸钙骨水泥进行了各种改性研究,其中锶的加入明显改善了骨水泥的各项性能.文章详细研究了掺锶磷酸钙骨水泥的抗压强度、降解性、固化时间、溶解性、注射性和抗水溶性、分析了掺锶磷酸钙骨水泥的临床应用.展望了掺锶磷酸钙骨水泥作为骨组织修复领域中人工骨替代材料的应用前景.     

纳米羟基磷灰石／胶原骨修复骨缺损的效果评估

目的：观察纳米羟基磷灰石／胶原（简称纳米人工骨）骨材料植入骨缺损后，局部和全身的反应、植入后的骨修复时间，评估纳米人工骨的临床效果。 方法：选择2003-03／2004—06在江苏大学附属医院骨科收治的骨缺损患者29例，男21例，女8例；年龄10-83岁。其中骨折后骨缺损22例．经骨折切开复位适宜的内固定，骨缺损处植入纳米羟基磷灰石／胶原骨；骨折后骨不连4例，将骨折端瘢痕及硬化骨清除，打通髓腔后植入纳米羟基磷灰石／胶原骨；骨瘤样病损3例，病灶刮除后植入纳米羟基磷灰石／胶原骨。上述病例术中材料植入量0．4-3．0g。连续12个月的临床观察随访，行X射线摄片检查。 结果：29例患者切口均一期愈合。除1例胫骨骨折术后失访，其余28例连续12个月复诊随访。①患者纳米羟基磷灰石／胶原骨植入后X射线摄片观察结果：术后1～3个月材料植入区与缺损周围的骨组织之间界限模糊；3-6个月材料植入区内有明显的新骨长入，骨修复材料与骨组织融合成一体，密度接近正常骨组织，达到骨性连接，骨缺损己基本修复。6～12个月植骨塑形改建。②不良事件及副反应：28例复诊随访时，全身无发热反应，纳米羟基磷灰石／胶原骨植入部位的局部无不良反应。其中2例骨折患者术后2个半月因外伤或过早负重，致内固定钢板折断再骨折，予重薪手术复位固定。 结论：纳米羟基磷灰石／胶原骨具有良好的生物相容性，是安全的新型骨缺损填充材料；纳米人工骨材料植入骨缺损处3-6个月可形成骨性连接．6～12个月骨结构塑形改建，且局部无不良反应。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备及发展趋势

背景:纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术,但脆性太大限制了其在承载部位骨替换中的应用.纳米羟基磷灰石,壳聚糖复合材料因具备优良的生物相容性和合适的力学性能,已逐渐成为骨替代材料的研究热点.目的:对纳米羟基磷灰石,壳聚糖复合材料的制备方法及其发展趋势进行综述.方法:应用计算机检索Medline数据库(1995-01/2009-03),以"nano-hydroxyapatite,chitosan,preparation,development trend"为检索词;应用计算机检索维普数据库(1995-01/2009-03)、清华同方数据库(1995-01/2009-03),以"纳米羟基磷灰石、壳聚糖、制备方法、发展趋势"为检索词.结果与结论:共收集2 034篇相关文献,中文1 634篇,英文670篇.排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入37篇符合标准的文献.纳米尺寸的羟基磷灰石与壳聚糖复合而成的新型材料,由于在结构上与天然骨更为接近,纳米羟基磷灰石复合材料比相应的微米复合材料具有更好的生物学性能;同时优化材料的组成、结构和工艺将可能得到力学性能与天然骨更为匹配的骨修复材料.文章综述了近年来国内外羟基磷灰石,壳聚糖复合材料的制备方法,随着生物材料的快速发展,羟基磷灰石复合材料被广泛应用于骨组织修复与替代手术中,但由于其具有传统陶瓷固有的力学性能差的缺点,限制了它在临床上的应用.     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白人工骨修复骨缺损

背景:为获得更加理想的人工骨材料,前期实验制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料。目的:观察纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料修复骨缺损的效果。方法:将30只健康成年家兔随机均分为两组,制备单侧股骨中远段骨缺损模型,实验组于骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料,对照组于骨缺损处植入单纯羟基磷灰石,植入后4,8,12周取实验侧股骨,进行大体、X射线摄片、生物力学检测及组织学检查。结果与结论:随着时间的增长,两组生物力学强度逐渐增大,实验组术后不同时间点的生物力学强度均大于对照组(P<0.05)。术后12周时,实验组植骨区表面连续且光滑,色泽正常,与周围骨质无明显区别,人工骨材料完全降解吸收、被新生骨质替代,骨缺损区已完全愈合;对照组植骨区表面不光滑,表面骨皮质连续,与周围骨质界限不清,人工骨材料降解不完全,骨缺损处由骨痂连接,材料与骨质结合较紧密,骨缺损部分修复。结果表明纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料可促进骨缺损修复,具有较强的成骨能力。     

纳米羟基磷灰石/胶原骨修复骨缺损的效果评估

目的:观察纳米羟基磷灰石/胶原(简称纳米人工骨)骨材料植入骨缺损后,局部和全身的反应、植入后的骨修复时间,评估纳米人工骨的临床效果。方法:选择2003-03/2004-06在江苏大学附属医院骨科收治的骨缺损患者29例,男21例,女8例;年龄10～83岁。其中骨折后骨缺损22例,经骨折切开复位适宜的内固定,骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/胶原骨;骨折后骨不连4例,将骨折端瘢痕及硬化骨清除,打通髓腔后植入纳米羟基磷灰石/胶原骨;骨瘤样病损3例,病灶刮除后植入纳米羟基磷灰石/胶原骨。上述病例术中材料植入量0.4～3.0g。连续12个月的临床观察随访,行X射线摄片检查。结果:29例患者切口均一期愈合。除1例胫骨骨折术后失访,其余28例连续12个月复诊随访。①患者纳米羟基磷灰石/胶原骨植入后X射线摄片观察结果:术后1～3个月材料植入区与缺损周围的骨组织之间界限模糊;3～6个月材料植入区内有明显的新骨长入,骨修复材料与骨组织融合成一体,密度接近正常骨组织,达到骨性连接,骨缺损己基本修复。6～12个月植骨塑形改建。②不良事件及副反应:28例复诊随访时,全身无发热反应,纳米羟基磷灰石/胶原骨植入部位的局部无不良反应。其中2例骨折患者术后2个半月因外伤或过早负重,致内固定钢板折断再骨折,予重新手术复位固定。结论:纳米羟基磷灰石/胶原骨具有良好的生物相容性,是安全的新型骨缺损填充材料;纳米人工骨材料植入骨缺损处3～6个月可形成骨性连接,6～12个月骨结构塑形改建,且局部无不良反应。     

羟基磷灰石对细菌生物学特性的影响

目的探讨细菌浓集剂羟基磷灰石(HA)对细菌生物学特性的影响,为相关的细菌学检验提供理论依据。方法通过对比试验,按常规法进行细菌培养、形态染色、生化反应及“药敏”反应。结果经羟基磷灰石处理过的细菌,其生物学特性与对照组细菌相比,均为正常结果。结论经羟基磷灰石处理后的细菌,其生物学特性不会受到影响,其正确鉴定不会受到干扰,使HA作为细菌浓集剂用于饮料、药品、尿液、胸水等标本的卫生细菌学和临床细菌学检测成为可能。     

改性纳米羟基磷灰石/PLGA材料同骨髓基质干细胞复合后相关生物学评价

背景:改性纳米羟基磷灰石/聚乙交酯-丙交酯复合材料(L-lactic acid oligomer/Poly(lactide-co-glycolde),PLGA/g-HA)因具有良好的稳定性及机械性能,目前备受关注。目的:观察骨髓基质干细胞和改性PLGA/g-HA体外复合后的细胞活性及生物相容性。方法:原代培养兔骨髓基质干细胞,传代培养至第3代,MTT比色法检测在不同浓度PLGA/g-HA浸提液(10%、30%、50%、80%)中骨髓基质干细胞的增殖情况,以及骨髓基质干细胞在PLGA/g-HA表面的黏附性及其细胞形态。结果与结论:于培养后1,3d测得在不同浓度浸提液下骨髓基质干细胞的A值,10%浸提液组和对照组相比无显著性差异,4种浓度浸提液的细胞毒性均为1级;扫描电镜观察到骨髓基质干细胞在PLGA/g-HA表面逐渐伸展,形成伪足,最终牢固锚定在材料表面。提示在PLGA/g-HA的浸提液中骨髓基质干细胞能够发生增殖,对细胞无毒性。骨髓基质干细胞可以黏附在PLGA/g-HA表面且形态正常,生长状态良好,证明PLGA/g-HA具有良好的相容性和黏附性,可作为修复骨缺损的复合组织工程骨。     

新型含重组人骨形态发生蛋白2骨修复材料的制备及生物学评价

背景：含有重组人骨形态发生蛋白2的骨修复材料（骨优导）已经作为国内第1个Ⅲ类医疗器械注册并获得国家食品药品监督管理局（SFDA）的批准。目的：制备骨修复材料（骨优导），并对其进行生物学评价。设计：分组对比，多角度评估观察实验，于2008-01／07在杭州华东医药集团投资有限公司实验室进行。材料：骨修复材料（骨优导）由杭州华东医药集团投资有限公司提供，是在无菌的洁净车间内，采用基因工程方法，用大肠杆菌发酵技术大规模生产重组人骨形态发生蛋白2，然后与载体材料混合制备得到。方法：根据GB／T16886．12-2005中的规定制备骨修复材料（骨优导）浸提液，按照医疗器械生物学评价方法进行了一系列体内外试验，包括成骨试验、无菌检验、细胞毒性试验、植入试验、热原试验、致敏试验和遗传毒性试验，评价骨修复材料（骨优导）的生物学特性。主要观察指标：各项体内外试验的结果。结果：骨修复材料（骨优导）符合无菌要求，无细胞毒性、无致热原性、无遗传毒性、无致敏性、无组织刺激性，具有良好的组织相容性，且具有异位诱导成骨能力。结论：骨修复材料（骨优导）符合医疗器械骨科植入材料的生物学评价的各项要求。     

氧化锆增韧羟基磷灰石纳米复相多孔生物陶瓷的制备与性能

以过氧化氢为成孔剂将羟基磷灰石、氧化锆、氧化钇粉料按比例混和、成型、烧结制备出氧化锫增韧羟基磷灰石纳米复相多孔生物陶瓷材料,并与纯羟基磷灰石材料的理化性能进行比较.通过阿基米德法测定成型压力为15 MPa所制备的纯羟基磷灰石和多孔生物陶瓷的孔隙率分别为26%和28%.X射线衍射分析表明多孔生物陶瓷材料的物相组成为羟基磷灰石和四方氧化锆相;扫描电镜观察多孔生物陶瓷形貌具有多孔结构;通过万能材料试验机测定在成型压力15 MPa条件下所制备多孔生物陶瓷和纯羟基磷灰石的抗弯强度分别为48.7 MPa和30.8 MPa;弹性模量分别为3 851.27 MPa和3 071.58 MPa;断裂韧性分别为0.34 MPa·m1/2和0.09 Mpa·m1/2.     

多孔碳酸化羟基磷灰石水泥植入修复兔包容性骨缺损的力学分析

背景:采用发泡剂成孔技术,制成了有知识产权的新型骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石,既保留了碳酸化羟基磷灰石骨水泥原位固化性能等所有的优点,同时又形成多孔结构.目的:通过动物实验观察新型的骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的力学效果.方法:30只新西兰大白兔,手术组25只在双侧股骨髁制备直径为5.5 mm、深12 mm的骨缺损动物模型,左侧植入多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥为实验组,右侧植入碳酸化羟基磷灰石骨水泥为对照组.非手术组5只,用于正常力学对照.将多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥试件经模仿体液浸泡,检测力学强度.同时在手术组背肌内分别植入多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥标准试件.分别于术后2,4,8,12,16周分批处死动物,进行试件骨内和肌内植入的力学实验分析和试件在模仿体液中浸泡后的抗压强度测试.结果与结论:多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥:2周时的骨内力学强度较低,4周时降到最低,8周时接近正常松质骨强度,12周时超过正常松质骨强度,16周时恢复到正常松质骨水平.碳酸化羟基磷灰石骨水泥:2周时骨内植入强度较多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥略高,4周时有所降低,8,12,16周时略升高,但是始终低于正常松质骨的强度.多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥在SBF中浸泡的抗压强度变化不大.试件植入肌内后抗压强度变化非常显著.结果表明,多孔碳酸化羟基磷灰石水泥具有原位固化性能和一定的力学支撑作用,能作为自体骨移植的一种替代物修复骨缺损.     

等离子体处理胶原锚定PLGA/脱细胞骨基质骨软骨双层支架材料的制备和评估

目的:分别以胶原锚定方法修饰的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)为组织工程软骨支架材料,以脱细胞骨基质为组织工程骨支架材料,将二者结合制备出结合良好的组织工程骨软骨双层支架,并观察结构特征,以评估其作为组织工程化骨软骨复合体支架材料的可行性。方法:实验于2006-02/2007-02在解放军总医院骨科研究所完成。①支架的制备:以犬新鲜松质骨为原料,制备脱细胞骨基质作为骨支架材料;将脱细胞骨基质浸于盛有PLGA溶液的模具中,采用固-液相分离法结合致孔剂溶出法制备出多孔的PLGA/脱细胞骨基质双层支架,然后对PLGA支架部分进行等离子体处理和Ⅰ型胶原锚定修饰。得到的新型组织工程骨软骨双层支架的上层为多孔PLGA,下层为脱细胞骨基质。②支架的特征观察:对支架行扫描电镜检测,并采用乙醇置换法测定PLGA层孔隙率,采用北京亚林公司提供的扫描电镜图像分析系统测定PLGA层支架的平均孔径。结果:扫描电镜显示双层支架的PLGA部分具有良好的孔隙贯通结构,孔径为(211±33)μm,孔隙率为(95.0±1.5)%;脱细胞骨基质骨支架部分具有天然骨的孔径和空隙率;PLGA材料渗入骨支架部分,双层支架结合良好。结论:等离子体处理后胶原锚定修饰的PLGA/脱细胞骨基质双层支架具有良好的结构和孔隙率,结合良好,可作为支架载体应用于组织工程骨软骨复合体的构建。     

生物组织粘合剂对软骨修复材料和修复过程的影响

目的探讨组织粘合剂对软骨修复材料和修复过程的影响。方法硫酸铵方法提取猪血制备纤维蛋白原胶,用于粘合关节软骨、骨膜和筋膜软骨细胞修复材料修复关节软骨缺损,术后6、12和24周后取材,通过大体、光镜和放射自显影方法观察,并与化学性医用胶进行比较。结果生物组织粘合剂具有粘合可靠,使用方便,止血好,无有害作用,并不影响修复材料的愈合、生长;化学胶不仅对修复材料有损害作用,对修复部位有同样损伤作用,导致受损伤部位组织细胞死亡。结论纤维蛋白原胶可以用于粘合软骨修复材料,化学性医用胶对软骨修复材料和修复部位有损害作用。     

多孔复合掺杂聚磷酸钙支架骨修复材料的制备及其性能（英文）

背景：离子掺杂是生物陶瓷改性的一种重要方法。目的：评估复合掺杂生物陶瓷作为骨修复材料的可行性。方法：将钾离子和锶离子复合掺入聚磷酸钙中,制得一种新型骨修复材料—KSCPP。采用扫描电镜和X射线衍射检测分析聚磷酸钙和KSCPP的微观结构和结晶情况;采用抗压强度测试实验、体外降解实验、体外细胞培养实验表征KSCPP的性能,并且进行短期兔肌肉植入实验观察KSCPP的组织相容性。结果与结论：与羟基磷灰石和聚磷酸钙相比较,KSCPP支架材料拥有更高的抗压强度和更快的降解速度及更低的细胞毒性和更好的组织相容性。     

牛松质骨植骨体复合骨形态发生蛋白修复贵州小型猪下颌骨缺损

背景:建立贵州小型猪人造下颌骨骨缺损动物模型,期望利用值骨材料的骨诱导和骨传导作用来修复缺损部位.目的:探讨骨形态发生蛋白复合牛松质骨植骨体修复下颌骨缺损的可行性.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-09/2007-07在贵阳中医学院动物研究所、遵义医学院中心实验室、四川人学组织工程实验室完成.材料:天津中津生物发展有限公司提供棒状复合骨形态发生蛋白的牛松质骨植骨体及单纯牛松质骨,规格:1.0g:0.6 cm×2.5 cm,其中每块植骨体骨形态发生蛋白的含量为4 mg.方法:选用贵州小型猪16只,人工制造0.5 cm×0.6cm×2.5cm大小的下颌骨缺损,随机分为复合材料组和单纯材料组,分别植入骨彤态发生蛋白复合植骨体和单纯牛松质骨.主要观察指标:术后1周升始,用二甲酚橙、荧光索钠、四环素荧光标记物依次连续给药,通过×射线、组织学、激光共聚焦显微镜观察成骨情况.结果:①X射线片显示:10周时复合材料组植骨区和宿丰骨密度基本相近,原缺损区所形成的新骨骨小粱明显,新骨改建良好:单纯材料组缺损区面积缩小,但中间仍见有周边较毛糙的透射区,宿主骨边缘所形成的新骨密度与宿主骨之间差别较大.②组织学和激光共聚焦显微镜显示:术后4周复合材料组胶原纤维丰富,成骨明显,8,10周时成骨继续增加,骨诱导明显,植骨区有大量的荧光标记物:单纯材料组4周时宵少量的胶原纤维生成,10周时宵少量的新骨形成,荧光标记物较弱,量少.结论:骨形态发生蛋白复合植骨体能较好地修复下颌硬骨组织缺损.     

多孔复合掺杂聚磷酸钙支架骨修复材料的制备及其性能

背景:离子掺杂是生物陶瓷改性的一种重要方法.目的:评估复合掺杂生物陶瓷作为骨修复材料的可行性.方法:将钾离子和锶离子复合掺入聚磷酸钙中,制得一种新型骨修复材料-KSCPP.采用扫描电镜和X射线衍射检测分析聚磷酸钙和KSCPP的微观结构和结晶情况;采用抗压强度测试实验、体外降解实验、体外细胞培养实验表征KSCPP的性能,并且进行短期兔肌肉植入实验观察KSCPP的组织相容性.结果与结论:与羟基磷灰石和聚磷酸钙相比较,KSCPP支架材料拥有更高的抗压强度和更快的降解速度及更低的细胞毒性和更好的组织相容性.