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3 mm、含量为10%时,抗压强度为66.43 MPa,抗弯强度为13.86 MPa.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.     

聚磷酸钙纤维／磷酸钙骨水泥／微小颗粒骨复合人工骨的体外降解

目的:观察聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨复合材料的体外降解特性。方法:实验于2005-02/10在哈尔滨医科大学附属第一医院动物实验中心完成。①取兔髂骨制成直径300～500μm的微小颗粒骨。②分别按质量比聚磷酸钙纤维:磷酸钙骨水泥:微小颗粒骨=1∶4∶4(聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨组)和磷酸钙骨水泥:微小颗粒骨=1∶1(磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨组)制成两组生物复合材料。②通过扫描电镜观察复合材料的孔径并计算孔隙率。③进行体外降解实验,将两组复合材料置于pH值7.4的磷酸盐缓冲液中,观察复合材料在降解液中失重率的变化,降解液pH值的变化及在不同降解时间复合材料生物力学的变化。结果:①两种复合材料孔隙率及溶液pH值、降解质量变化:聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨复合材料孔隙率为72.1%,孔径为100～400μm,降解过程中pH值稳定,4周内质量变化较小,4周后下降较快,12周时为初始质量的50%;磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨组复合材料孔隙率为58.2%,孔径50～300μm,降解过程中pH值有轻度变化,6周内质量变化较小,6周后下降较快,12周时为初始质量的70%。②两种复合材料在降解过程中生物力学性能的变化:聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨复合材料初始抗压强度9.28MPa,磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨复合材料初始抗压强度为6.21MPa,两者差异有显著性(P<0.05);聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/颗粒骨强度在0～4周下降较慢,4周后下降较快,12周时为0.18MPa,磷酸钙骨水泥/颗粒骨强度均匀下降,12周时为0.24MPa。结论:聚磷酸钙纤维/磷酸钙骨水泥/微小颗粒骨具有良好孔隙率、孔径和降解性能,可能成为一种新型治疗骨缺损材料。     

两种磷酸钙骨水泥浆料固化过程对成骨细胞的影响

背景:国内外关于骨水泥浆料固化过程中对细胞影响及解决方案的研究报道甚少.目的:观察β-磷酸三钙,磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球,磷酸钙骨水泥浆料固化过程对成骨细胞的影响.设计、时间及地点:对比观察,于2006-08/12在北京大学医学部细胞与生物研究室完成.材料:自制2种可注射磷酸钙骨水泥:β-磷酸三钙,磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥;小鼠成骨前体细胞株MC3T3-E1由日本RIKEN细胞库提供.方法:将小鼠成骨前体细胞株MC3T3-E1分别接种于β-磷酸三钙/磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球,磷酸钙骨水泥的固化块及浆料卜,以细胞接种于24孔板作空白对照,用吖啶橙染色后在荧光显微镜下观察,对细胞进行计数分析.主要观察指标:①细胞形态.②细胞计数.结果:①荧光显微镜下可见黏附于材料块上活细胞的核呈亮绿色荧光,细胞形态完整,未见裂解.材料也吸收部分荧光,星深绿色的背景.而在磷酸钙骨水泥浆料}=仪有少数活细胞存留,明显少于β-磷酸三钙/磷酸钙骨水泥崮化块组和空白对照组.②β-磷酸三钙/磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥固化块与空白对照组相比,对MC3T3-E1细胞数无影响.两种材料浆料上的细胞数显著低于相应骨水泥固化块组和空白对照组(P<0.01).结论:β-磷酸三钙,磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥材料的浆料固化过程对MC3T3-E1细胞有不利影响,致使细胞数降低.     

新复合纤维蛋白胶可注射性磷酸钙人工骨的理学特性

目的:检测纤维蛋白胶复合β-磷酸三钙/磷酸二氢钙复合人工骨材料的物理学性能,评价纤维蛋白胶对β-磷酸三钙/磷酸二氢钙骨水泥性能的影响,以及其作为注射型复合人工骨用于修复骨缺损的可行性。方法:实验于2006-12/2007-06在南方医科大学珠江医院中心实验室和华南理工大学生物材料实验室完成。①材料:β-磷酸三钙由上海瑞邦生物材料有限公司提供,磷酸二氢钙为东泰化工赠,纤维蛋白胶购自广州倍绣生物技术有限公司。②复合材料制备:将β-磷酸三钙/磷酸二氢钙骨水泥按3∶1的比例充分混合后,与纤维蛋白胶按凝固后的体积2∶1体积比混合,制成复合人工骨材料。③观察指标:测定复合材料的凝固时间,抗压强度,抗稀散性能,并用扫描电镜观察其煅烧前后的显微结构特征,以未加纤维蛋白胶的磷酸钙水泥为对照(CPC组)。结果:复合人工骨材料的平均初凝时间长于CPC组(P<0.004),终凝时间在初凝时间后2～4 min;复合材料的抗压强度为(14.72±1.81)MPa。复合材料较CPC组有良好的抗稀散性能,扫描电镜发现,纤维蛋白胶贯穿于磷酸钙水泥晶体间,并将磷酸钙水泥晶体紧密连接。煅烧后复合材料的孔径有增大,空隙率为57.28%,并且微孔之间有空隙互相贯通。结论:该骨水泥复合材料凝固时间符合临床操作的需要;抗压强度达到松质骨强度的要求;煅烧后磷酸钙水泥的空隙率明显提高,有利于材料的降解。     

聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的降解行为

背景：可降解吸收性聚乳酸类骨内固定材料初始力学性能较低,易导致体内产生炎症反应,并且降解时间太长,限制了其在临床上的应用。目的：测定聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的力学性能和体外降解性能。设计、时间及地点：重复测量设计,于2006-08/2007-05在兰州交通大学材料工程研究所完成。材料：基体材料采用荷兰普拉克生化公司生产的聚乳酸（Mr300000）和聚消旋乳酸（Mr600000）的共混物（混合比例66/100）。增强材料为直径10~20μm、完全降解时间3个月以上的聚磷酸钙纤维（纤维与基体的比例为1/1）以及用水热法合成的纳米羟基磷灰石粒子。方法：采用复合材料共混工艺制备聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料薄膜,然后真空热压成型,得到不同质量分数纳米羟基磷灰石（0,0.024,0.048,0.070）的聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料试样。主要观察指标：复合材料降解前后的弯曲强度、弯曲模量。结果：①加入不同质量分数的纳米羟基磷灰石对复合材料的弯曲强度和弯曲模量均有一定的增强作用,质量分数为0.048时作用最强。②纳米羟基磷灰石质量分数为0.048时聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的弯曲强度251MPa,弯曲模量19GPa。与骨的力学性能相比,复合材料的初始强度、刚度（未降解）均大于皮质骨的强度和刚度。③在模拟人体环境的降解介质中降解12周后,聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的弯曲强度及弯曲模量为123MPa和7.24GPa。结论：聚磷酸钙纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的力学性能和体外降解性能与人骨组织相近。     

β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合材料的物理及其降解性能

目的:研制一种可任意调控降解速率且具有良好力学性能、生物相容性能的高孔隙率海绵状软骨组织工程支架复合材料。方法:实验于2002-05/12在兰州交通大学工程材料研究所完成。以自制聚磷酸钙纤维、β-磷酸三钙为增强材料,聚左旋乳酸为基体材料,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备了β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸软骨组织工程支架复合材料,测试了该复合材料的物理力学性能和降解性能。结果:①支架复合材料物理力学性能:随着β-磷酸三钙重量分数的增加,支架材料的密度也随之增加。②微观结构观察:β-磷酸三钙在横截面及纵截面上分布较为均匀,且支架材料为三维、连通、网状结构。③降解性能:随着β-磷酸三钙含量的增加,支架复合材料的降解率逐渐减小;随着聚磷酸钙纤维含量的增加,支架复合材料的降解率逐渐增大;该组支架材料在0～3周时压缩模量迅速衰减,3周后压缩模量衰减变缓;随着β-磷酸三钙含量的增加,降解液的pH值稍稍增加,呈微碱性环境。结论:β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架复合材料的力学性能和生物降解特性基本满足软骨组织工程的要求,特别是β-磷酸三钙的加入使降解液pH值保持在6～7之间,避免了由于降解液呈酸性而引起的无菌性炎症反应。故可用作软骨组织工程支架材料。     

α-磷酸三钙/羟基磷灰石骨水泥材料的制备及力学性能测定

目的:利用α-磷酸三钙和羟基磷灰石复合,制备出具有一定强度的生物活性骨水泥。方法:实验于2003-09/2005-01在兰州交通大学材料系实验室完成。首先利用化学沉淀法合成羟基磷灰石粉末,然后利用固相反应制备α-磷酸三钙粉末,将其二者按一定比例混合均匀制得骨水泥粉料,最后用固化液(25%柠檬酸 70%去离子水 5%柠檬酸钾)调和制得骨水泥。结果:①沉淀法制备羟基磷灰石粉末中主要是羟基磷灰石相,含量高达99.5%,所有杂质相含量低于0.5%。②α-磷酸三钙粉末与羟基磷灰石粉末按不同配比混合后粉剂中仅存在两个晶相:羟基磷灰石/高温型磷酸三钙。③两相骨水泥的压缩强度已基本达到规定要求(≥30MPa),但弯曲强度仍较低。其中T50H50强度较高。④固化体在37℃生理盐水中浸渍2个月后,α-磷酸三钙含量明显减少,羟基磷灰石晶相大量增加,无新的结晶相生成。结论:制备的骨水泥克服了陶瓷型羟基磷灰石烧结形成、修整困难等缺点,具有制备容易、使用方便、固化时放热小等优点,可应用于体内骨修复材料。     

丝素蛋白对磷酸钙骨水泥抗压强度及注射性的影响术

背景:高分子材料对磷酸钙骨水泥力学性能的增强作用已得到了一定的证实,但往往会同时减弱复合材料的注射性能,影响复合材料的临床应用.目的:将丝素蛋白加入磷酸钙骨水泥固相粉末中,观察其对骨水泥抗压强度和注射性的影响.设计、时间及地点:对照实验,于2007-09/12在苏州大学分析测试中心实验室完成.材料:磷酸钙骨水泥购自上海瑞邦生物材料有限公司,丝素蛋白为苏州大学材料工程学院自行合成.方法:按5,10,15,20,25,30 g/L的丝素蛋白质量比例,用自制的粉末搅拌器将丝素蛋白粉末和骨水泥固相粉末混合均匀,依次设为6个实验组,以单纯磷酸钙骨水泥为对照组,液固比均为0.4 mL/g.主要观察指标:测定丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料的抗压强度、注射系数,应用扫描电镜观察试件断裂面的微脱结构特征.结果:随着丝素蛋白质量比例增加,磷酸钙骨水泥的抗压强度呈现先上升后下降的趋势,当丝素蛋白质量比例为1%-2.5%时,抗压强度显著高于对照组(P<0.05).注射系数随着丝素蛋白质量比例增加而逐渐下降,当丝素蛋白质量比例为1.5%-3%时,注射系数显著低于对照组(P<0.05).扫描电镜发现,丝素蛋白呈网状,贯穿于磷酸钙水泥晶体间,并将磷酸钙水泥晶体紧密连接.结论:丝素蛋白能在不明显影响注射操作的情况下,显著提高丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料的抗压强度.     

优化磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架材料的配比

背景:前期实验显示,聚乳酸存在刚度差,降解缓慢,降解后期降解液明显偏于酸性,易在细胞培养时引起无菌性炎症反应等缺点.目的:在前期工作的基础上,优化聚乳酸支架材料实验方案和配比.方法:自制聚磷酸钙纤维和β-磷酸三钙为添加材料,聚左旋乳酸为基体材料,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术与气体发泡相结合制备配比20/30/50 磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸软骨组织工程支架复合材料.结果与结论:①磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料具有三维、连通、微孔网状结构,孔隙率在70%~95%.②孔隙率相近时,该支架材料的压缩模量比纯聚乳酸支架的压缩模量有了明显提高.③支架材料的降解率可通过加入聚磷酸钙纤维和支架的孔隙率加以调控.④β-磷酸三钙的加入使降解液pH 值保持在6.0~7.0 之间,避免了酸性降解产物引起的无菌性炎症反应.说明磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚乳酸支架材料的物理力学性能和降解性能基本满足软骨组织工程的要求.     

一种可注射体内成孔的磷酸钙骨水泥

背景:磷酸钙骨水泥存在脆性大、抗水溶性(血溶性)差、力学性能不足、降解缓慢等缺点,其临床应用受到一定限制,故需要对其进行改性研究.目的:制备一种具有一定强度、孔隙率、适合骨生长的多孔磷酸钙骨水泥生物支架材料.方法:以磷酸钙骨水泥为基本体系,液相采用壳聚糖的弱酸溶液,以提高磷酸钙骨水泥的可塑性和黏弹性,使骨水泥具有可注射性,显著提升骨水泥的应用范围及应用舒适度.固相为双相磷酸钙(磷酸四钙+磷酸氢钙)粉体,并在固相中添加一定量的甘露醇及聚乳酸-乙醇酸共聚物作为造孔剂,制备磷酸钙支架材料.结果与结论:此材料孔径可达到10~300 μm.添加60%致孔剂时,磷酸钙骨水泥固化体孔隙率可达到(68.3±1.5)%.磷酸钙骨水泥孔隙率的增加使材料的力学性能下降,其抗压强度从最初不含致孔剂时的(53.0±1.4) Mpa下降到含60%致孔剂的(2.5±0.2) Mpa.实验制备的此种多孔磷酸钙骨水泥材料,是具有一定抗压强度、较好的孔隙率,并能体内降解的可注射生物支架材料.     

明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响

背景：已有多种纤维被用于提高磷酸钙骨水泥的强度及抗断裂性能。目的：了解明胶联合壳聚糖纤维对磷酸钙骨水泥力学性能的影响,寻找较为合适的配比。方法：采用2×4析因设计,将质量比为0（蒸馏水）,5%的明胶,体积比为0,10%,30%和50%的壳聚糖纤维分别混入磷酸钙骨水泥,检测复合物的抗弯曲强度,扫描电子显微镜观察各组试样断口形态并进行电子能谱分析。结果与结论：各明胶组间抗弯强度差异有非常显著性意义（P〈0.001）;各体积比纤维间抗弯强度差异有非常显著性意义（P〈0.001）,其中5%明胶和30%壳聚糖纤维构成的复合物抗弯曲强度最大,达12.31MPa。以蒸馏水为液相的磷酸钙骨水泥固化后,表面可见不规则颗粒,平均微孔直径小于5μm,添加明胶后颗粒似乎黏在一起,微孔直径与前者相似,但是数目少于前者。磷酸钙骨水泥-5%明胶-30%纤维复合物的断口扫描可见拔出纤维的表面黏附有大量颗粒,磷酸钙骨水泥-蒸馏水-30%纤维复合物拔出纤维表面的颗粒明显减少。表明明胶与壳聚糖纤维可提高磷酸钙骨水泥的抗弯曲强度,5%明胶和30%壳聚糖纤维为这种增强模式较为合适的比例。     

羟磷灰石骨水泥材料的机械性能研究

目的通过改良固化液配方途径探讨提高羟磷灰石骨水泥材料压缩强度的可能性.方法采用磷酸钙、碳酸钙和磷酸氢钙为起始原料,通过固相反应合成制取仅含有羟磷灰石和α-磷酸三钙两晶相组成的粉剂;以柠檬酸水溶液为基本组成,结合添加柠檬酸盐、丙烯酸 /衣康酸共聚液等试剂,调制不同浓度配比的固化液.结果采用单一柠檬酸水溶液作为调和液能够起到固化作用,但是压缩强度不高,仅为 24.96 MPa左右;在柠檬酸水溶液中加入适量的柠檬酸盐可有效提高强度,但提高幅度有限,最高值在 35.60 MPa范围;当柠檬酸 /柠檬酸盐水溶液与丙烯酸 /衣康酸共聚液两者约以 1∶ 2配伍时,固化体的压缩强度可得到大幅度提高,最大值可达到 116.98 MPa.结论柠檬酸盐溶液结合丙烯酸 /衣康酸共聚液作为固化液时可显著提高固化体的压缩强度.     

一种可注射自固化含锶复合胶原磷酸钙骨水泥的结构和性能

背景:骨科学界正致力于磷酸钙骨水泥的改性研究,通过向磷酸钙骨水泥中加入不同的添加剂,包括固化促进剂、增塑剂、抗水,血溶剂、致孔剂、增强剂,或是将生物活性物质或药物复合到磷酸钙骨水泥中,以提高其理化和生物学性能是目前该领域的研究热点.目的:了解一种新型可注射可降解的磷酸钙骨水泥的理化性能.设计、时间及地点:重复测量试验,于2008-12/2009-05在华南理工大学材料学院国家重点实验室完成.材料:采用部分结晶的磷酸钙,部分结晶的磷酸锶和二水磷酸氢钙,添加改性淀粉、Ⅰ型胶原制备了新型可注射自固化磷酸钙骨水泥.方法:采用X'Pert Pro型X射线衍射仪对磷酸钙骨水泥固化体进行相分析.采用HITA2-GHIH-800型透射/扫描电子显微镜对磷酸钙骨水泥固化体的形貌进行观察.用维卡仪根据美国材料与试验协会A S TM C190203标准进行凝结时间的测试.使用Instron 5567型万能电子材料试验机来测试固化样品的抗压强度.用注射器测试材料的可注射性,针头内径为1.6 mm.通过浸泡摇动定性测试材料的抗溃散性.主要观察指标:①骨水泥水化产物的相组成和显微结构.②骨水泥的凝固时间、可注射性和抗压强度.③骨水泥的抗溃散性.结果:研究表明该材料具备优良的可注射性能;添加改性淀粉显著的改善了骨水泥的抗溃散性.随着骨水泥液固比的增大,骨水泥的抗压强度下降,当骨水泥的液固比为0.3时,骨水泥的抗压强度为(48.0±2.3)MPa,当骨水泥的液固比为0.6时,骨水泥的抗压强度下降为(21.0±2.5)MPa.骨水泥的水化产物为类骨羟基磷灰石结晶,从X射线衍射图谱还可以看出,因骨水泥的水化不完全,基线水平波动较大,说明了在充分水化的条件下,骨水泥的压缩强度还能进一步提高.结论:制备的可注射含锶复合胶原磷酸钙骨水泥符合人体生物力学强度,能满足手术条件要求.     

复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥的细胞相容性及毒性

背景：磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性和骨传导性,已被应用于临床,但其不良的力学性能和缺乏骨诱导性限制了其进一步发展和应用。目的：制备壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥,验证其细胞相容性及细胞毒性。方法：分别以含体积分数10%胎牛血清和1%双抗的α-MEM培养基、苯酚、100%及50%复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥材料的浸提液培养MC3T3-E1细胞,采用MTT法评估细胞生长增殖情况,采用乳酸脱氢酶活性检测法判断复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥材料的毒性。将MC3T3-E1细胞系与复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥材料共培养,扫描电镜观察细胞在材料表面的附着及生长。结果与结论：复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥材料浸提液对MC3T3-E1细胞的生长增殖无明显影响,无明显细胞毒性。MC3T3-E1细胞在复合壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥材料表面生长良好,伸展充分,在材料表面伸出伪足,与材料贴附紧密,表明壳聚糖微球-丝素基载药α-磷酸三钙骨水泥细胞相容性良好。     

磷酸钙骨水泥的生物学特征及其作用

背景：传统磷酸钙水泥存在力学强度差、注射性低和固化时间长等缺点,限制了其在临床上的应用。目的：回顾分子磷酸钙水泥性能的改善方法及临床应用。方法：通过检索Web of knowledge平台（1995至2011年）和中国期刊全文数据库（1995至2011年）有关磷酸钙水泥性能改善以及应用等方面相关文献,最终纳入34篇符合标准的文献进行综述。结果与结论：磷酸钙水泥具有良好的生物相容性,孔隙率,可塑性,无毒等优点,被广泛应用于药物载体,骨修复材料,骨肿瘤治疗等领域。为克服传统的磷酸钙水泥力学强度差,凝固时间长,注射性差等问题,目前主要通过调节磷酸钙水泥的固相成分、颗粒大小、添加有机溶剂等方法来提高磷酸钙水泥性能。     

Evaluation of a Fiber Reinforced Drillable Bone Cement for Screw Augmentation in a Sheep Model—Mechanical Testing

We evaluated the mechanical properties of a novel fiber reinforced calcium phosphate at time zero and after 12 weeks in vivo using a sheep long bone osteotomy model. Time zero data were obtained and compared by pullout testing of 4.5 mm bone screws from bone proper and overdrilled defects of 4.5 and 8 mm diameter. Defects were augmented with: polymethylmethacrylate (PMMA), calcium phosphate, and fiber reinforced calcium phosphate using cadaveric sheep tibiae. Twelve‐week data were obtained from explanted tibiae of sheep that underwent unilateral tibial osteotomy surgery repaired with a locking compression plate. The most distal hole was overdrilled to 4.5 or 8 mm diameter, filled with fiber reinforced cement, drilled, tapped and a 4.5 mm screw was placed. Screw holding strength at t= 0 was significantly higher for reinforced when compared to nonreinforced cement, but not different from bone or PMMA in 4.5 mm defects. There was no difference in pullout strength for the 8 mm defect data. After 12 weeks fiber reinforced pullout strength increased by 45% and 8.9% for 4.5 and 8 mm defects, respectively, when compared to t= 0 testing. Fiber reinforced calcium phosphate bone cement can be drilled and tapped to support orthopedic hardware for trauma applications. Clin Trans Sci 2010; Volume 3: 112–115     

羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料的表征

背景：羟基磷灰石具有接近自然人骨的强韧度和优越的生物相容性,但其力学性能却较差。目的：制成并研究一种新型生物活性材料（羟基磷灰石/单壁碳纳米管复合材料）的各种性质。方法：利用原位合成法制备羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,并对其红外光谱、微观结构及XDR衍射分析,力学性能进行测试,对不同SWNT含量的SWNT/HAp复合材料弯曲强度与断裂韧性比较分析。结果与结论：成功制备出的纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料,其抗弯强度最大增幅将近50%,达到73MPa;而断裂韧性的最大提高幅度为3倍,达到2.6MPa？m1/2。随着单壁碳纳米管复合材料含量的增加,复合材料的弯曲强度与断裂韧性呈现出缓慢上升的趋势。提示,纳米羟基磷灰石单壁碳纳米管复合材料显著提高了接近自然人骨的纳米级磷灰石骨材料的抗弯强度和断裂韧性,从而克服传统支撑骨材料的力学性能缺陷。     

新型多孔β-磷酸三钙作为骨组织工程支架材料的评价

背景: 新型多孔β-磷酸三钙是采用适当配方和独特工艺制成,其气孔率(75±10)%,球型孔>80%,微孔<20%,孔与孔的沟通率达100%,力学强度>2MPa.目的: 评价新型多孔β-磷酸三钙作为骨组织工程支架材料的应用效果.设计、时间及地点: 对比观察实验,于200-07/2006-03在南方医科大学组织工程实验室完成.材料: 6月龄新西兰大白兔12只,制备左侧桡骨1.5cm大段骨与骨膜缺损.多孔β-磷酸三钙为法国bio-lu公司产品.方法: 将兔骨髓间充质干细胞诱导为成骨细胞,与β-磷酸三钙复合培养,倒置相差显微镜和扫描电镜下观察细胞的生长情况,MTT法测定细胞增殖情况判断其细胞相容性.通过不同含量的β-磷酸三钙浸提液对细胞增殖的影响检验其细胞毒性.主要观察指标: 对β-磷酸三钙进行细胞相容性与细胞毒性检测.术后2,6,12周分别取材进行组织学检查,放射性核素骨扫描测定,X射线片检查,观察骨缺损部位的修复情况.结果: 新型多孔β-磷酸三钙细胞黏附性好,细胞毒性为0级.组织学、影像学和放射性核素骨扫描显示能够修复兔桡骨的大段骨缺损,且体内降解速率与骨的形成速率一致.结论: 新型多孔β-磷酸三钙是一种细胞相容性好的骨组织工程支架材料,修复兔桡骨大段骨缺损的效果良好.