自制磷酸钙骨水泥的生物相容性和安全性

目的　研究自制磷酸钙骨水泥 (CPC)的生物相容性和安全性 ,为临床应用提供实验依据。　方法　采用浸提法制备自制磷酸钙骨水泥生理盐水和培养液浸提液 ;采用 MTT法进行细胞毒性试验 ;应用平板掺入法进行Ames试验 ;在小鼠腹腔内注射 CPC浸提液 ,取胸骨髓制片行微核试验 ;采用分光光度法进行溶血试验 ;通过新西兰兔骶棘肌及股骨髁内植入法行植入试验。　结果　自制 CPC的细胞毒性为 级 ;对健康人血的溶血率 <5 % ;Ames试验及微核试验均呈阴性 ;肌肉及骨内植入后无明显炎症反应 ,CPC与周围骨组织可达生物结合。　结论　自制 CPC无细胞毒性 ,无致突变、致畸、致癌作用 ,无溶血作用 ,植入后无炎症反应 ,可以与骨组织生物结合 ,具有良好的生物相容性和安全性     

磷酸钙骨水泥/BMP复合人工骨的理化性能及缓释作用

目的 研制CPC／BMP复合人工骨,检测其理化特性及缓释作用。方法 制备CPC／BMP及CPC骨块,扫描电子显微镜观察表面结构,用材料力学实验方法测定不同凝固时间的抗压强度和弹性模量的变化。测定孔隙率和体外溶解度,并以庆大霉素为例研究了CPC作为载体的缓释作用。结果 结晶后的材料呈多孔状结构,BMP呈微球状分布在孔隙间。测定的孔隙率为44.5%。骨块在体外实验有一定的溶解度。最初24h内,凝固时间与抗压强度和弹性模量成正相关,凝固2h后抗压强度达到极限强度的50％以上。24h基本达到最高强度,分别为51.0MPa和60.6MPa。对庆大霉素的释放可持续20d以上,20d累计释放出实验总量的84.5%。结论 材料多孔状结构利于骨生长,同时具有理想的力学强度、缓释作用和一定的溶解度,可望用于临床骨缺损的修复。     

磷酸钙骨水泥复合骨形态发生蛋白对兔实验性股骨头缺血性坏死的修复作用

目的：观察自制CPC/BMP复合人工骨对兔实验性股骨头缺血性坏死（ANFH）的修复作用,并探讨其临床应用的可行性。方法:24只健康成年兔分成CPC组12只和CPC/BMP组12只,在兔左侧股骨头建立ANFH骨缺损模型。将CPC作为BMP的载体制备成CPC/BMP复合材料后,植入骨缺损处,同时设立单纯CPC填充对照组。术后3及12周分批处死动物,每组每次处死6只。通过大体观察、X线摄片、HE染色、透射电镜等手段观察新骨形成和材料降解情况。综合评价CPC/BMP复合材料对ANFH骨缺损的修复能力。结果：CPC/BMP组3及12周时成骨情况明显优于单纯CPC组。CPC/BMP组3周时,CPC表面及内部可见较多新骨及幼稚骨细胞,CPC已被分解成多个区域（岛状分布）,有板层骨形成;透射电镜观察可见成骨细胞侵入CPC内部,细胞浆内粗面内质网及线粒体增多扩张。CPC/BMP组12周时,光镜下见CPC降解,新生骨长入材料并与之相互分割包裹,骨小梁增粗; X线片显示新骨显影较清,材料密度减低,吸收降解现象明显;透射电镜观察可见大量成骨细胞散在于CPC颗粒之间,细胞内粗面内质网及线粒体增多扩张,较多毛细血管侵入材料内部。在材料降解速度方面,CPC/BMP组明显快于CPC组。结论：CPC是BMP的理想载体,CPC/BMP复合材料具有较强的传导成骨和诱导成骨活性,对实验性ANFH具有修复作用。在降解速度上CPC/BMP组明显快于单纯CPC组。     

自制磷酸钙骨水泥分子生物相容性初探

目的研究自制磷酸钙骨水泥(CPC)的分子生物相容性,为其临床应用提供依据。方法采用浸提法制备自制磷酸钙骨水泥培养液浸提液,应用细胞培养及流式细胞仪技术观察CPC对L929细胞的细胞周期、DNA倍体、bcl-2基因表达的影响。结果自制CPC对L929细胞的细胞周期、DNA倍体、bcl-2基因表达无明显影响。结论自制CPC具有较好的分子生物相容性。     

复合磷酸钙骨水泥改性研究进展复合磷酸钙骨水泥改性研究进展

磷酸钙骨水泥（Calcium phosphate cement，CPC）是一种自固型非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨材料。因其具有良好的生物相容性和骨传导性、生物安全性、能任意塑形、在固化过程中的等温性，CPC受到了国内外众多学者的广泛关注，然而由于CPC脆性大、抗水溶性（血溶性）差、力学性能不足、降解缓慢等缺点，又限制了其在临床上的广泛应用。近年来，随着对CPC改性研究的不断进行，其性能不断优化。本文对近年来磷酸钙骨水泥改性研究成果进行综述。     

新型可注射可降解磷酸钙骨水泥的生物相容性的实验研究

目的:研究新研制的一种可注射可降解磷酸钙骨水泥材料生物相容性,为材料的最终临床应用提供实验依据.方法:根据国际标准化组织(ISO)颁布的ISO10993系列标准和国内的国家医药管理局颁布的GB/T16886系列标准,对这种磷酸钙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、热原试验、微核试验、皮肤过敏性试验和体内肌内埋置试验.结果:该磷酸钙骨水泥材料原液对健康人血红细胞溶血率为1.82%,无溶血现象.对小鼠的体外L929细胞毒性分级为0级,无细胞毒性.材料原液未引起小鼠急性毒性反应、新西兰白兔热原反应、小鼠遗传毒性及豚鼠过敏反应.小鼠肌内埋置后植入部位无肌肉坏死,炎症反应轻,无纤维包裹.结论:新型可注射可降解磷酸钙骨水泥材料的生物相容性符合国际和国内规定的体内植入物的生物学评价标准,可适用于临床治疗相关疾病.     

松质骨型自固化磷酸钙骨水泥复合醋酸地塞米松与牛骨形态发生蛋白异位成骨

目的将松质骨型自固化磷酸钙骨水泥（CCPC）和醋酸地塞米松（DXMA）及牛骨形态发生蛋白（bBMP）复合物植入大鼠股部肌肉内,观察复合物的骨诱导能力。方法将成年SD大鼠48只随机分成A、B、C、D四组,每组12只,左侧股部制作成肌袋,A组植入CCPC／bBMP／DXMA,B组植入CCPC／bBMP,C组植入CCPC／DXMA,D组植入CCPC。分别于2、4周取材,行大体观察、组织学检查、碱性磷酸酶活性测定。结果组织学检查示：A、B、C组均有诱导成骨能力,随着植入时间的延长,新骨形成增多,趋向成熟,A组成骨能力最强,D组未见成骨现象。A组ALP水平较B、C、D组高,差异有统计学意义（P〈0．05）。结论CCPC／bBMP/DXMA复合人工骨有强大的诱导成骨能力。     

明胶对自固化磷酸钙骨水泥性能的影响

目的:了解明胶对自固化磷酸钙骨水泥(CPC)物理性能、超微结构及生物相容性的影响。方法:分别以50g/L明胶和蒸馏水为液相,制备CPC试样,通过测定初步凝结时间和抗压强度,扫描电镜观察凝固体超微形态及大鼠骨髓基质干细胞(BMSC)表面种植试验,比较两者差异。结果:复合明胶的CPC初步凝结时间为(5.31±1.18)min,抗压强度为(9.04±1.35)MPa;对照组初步凝结时间为(20.72±4.13)min,抗压强度为(4.38±1.33)MPa,与实验组比较,差异均有显著性意义(P<0.05)。扫描电镜发现固化体表面为颗粒状晶体,大小约10μm,添加明胶后晶体仍呈颗粒状,互相连接,孔隙较对照组少。细胞可在水泥盘上贴附、生长,实验组细胞数较多。结论:添加明胶可缩短自固化CPC的固化时间,提高抗压强度及生物相容性。     

磷酸钙骨水泥作为药物缓释载体的研究进展

以各种骨修复材料为载体的药物缓释体系 (drug deliv-ery system,DDS)是一种新型的给药方式 ,DDS植入生物体内骨骼后载体所承载的药物能持续、稳定、高效地缓慢释放 ,达到修复骨缺损和药物治疗的双重目的。 DDS在骨髓炎、骨结核、骨肿瘤、骨折、骨不连和人工关节置换等领域有广阔的应用前景。研究表明 ,多种骨修复材料可以充当药物缓释性载体 ,如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、陶瓷型磷酸钙类人工骨和可吸收有机高分子材料等。磷酸钙骨水泥 (CPC)是近年来发明的具有生物学活性的新型非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨 ,在修复骨缺损方面具有明…     

羟基磷灰石/丝蛋白复合骨材料的生物相容性

以共沉淀法制备了羟基磷灰石/丝蛋白(HA/SF)复合骨修复材料,并对材料进行了XRD、TEM、SEM、孔径分布和孔隙率等相关的测试和表征。结果表明:该复合材料的无机组分为20~30 nm长、5 nm宽的棒状羟基磷灰石(HA)结晶,这些晶粒沿c轴自组装团聚成簇分散在丝蛋白基质中形成三维多孔结构,其孔径分布在0.3~115μm之间,开口孔隙率达66%。该材料植入动物体内,未出现明显的排异反应,在植入部位有连续的骨性连接和新生骨形成,说明HA/SF复合材料具有良好的生物相容性和骨诱导活性。     

钙磷骨水泥/复合脱蛋白骨关节移植血供重建的实验研究

目的　探讨钙磷骨水泥 /复合脱蛋白骨关节移植后的血供重建 ,以及与成骨能力的关系。方法　取新鲜新西兰大白兔股骨下段 (15 mm)制作成脱蛋白骨关节 ,并将 rh BMP、rh TNFα分别与脱蛋白骨关节和钙磷骨水泥进行复合。手术造成兔股骨下段 15 mm骨与关节缺损实验模型 ,将动物随机分成两组 ,A组 :将复合有 rn BMP和 rh TNFα的钙磷骨水泥在异体复合脱蛋白骨关节表面涂层和髓腔内填塞后 ,置换一侧股骨下端 ;B组 :单纯异体脱蛋白关节股骨下端移植 (对照组 )。植入后 4、8、12、16周分别行组织学检查以及 X线摄片 ,并于 16周行股动脉血管造影 ,了解局部血供重建情况。结果　 A组在移植后第 4周即可观察到大量新生血管出现 ,网织状骨形成。至第 12 - 16周时 ,复合脱蛋白骨关节完全存活 ,断端愈合。光镜下各时期的成骨面积 A组均大于 B组。股动脉血管造影示 A组移植部位周围血管数量明显多于B组和正常组。结论　 CPC/ DPB/ rh BMP/ rh TNFα复合脱蛋白骨关节具有良好的成骨能力 ,在体内能促进蛋白骨关节的血供重建、愈合和替代     

Tissue-engineered calcium phosphate cement in rabbit femoral condylar bone defects

Background  Calcium phosphate cement (CPC) is a favorable bone-graft substitute, with excellent biocompatibility and osteoconductivity. However, its reduced osteoinductive ability may limit the utility of CPC. To increase its osteoinductive potential, this study aimed to prepare tissue-engineered CPC and evaluate its use in the repair of bone defects. The fate of transplanted seed cells in vivo was observed at the same time.

Methods  Tissue-engineered CPC was prepared by seeding CPC with encapsulated bone mesenchymal stem cells (BMSCs) expressing recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) and green fluorescent protein (GFP). Tissue-engineered CPC and pure CPC were implanted into rabbit femoral condyle bone defects respectively. Twelve weeks later, radiographs, morphological observations, histomorphometrical evaluations, and in vivo tracing were performed.

Results  The radiographs revealed better absorption and faster new bone formation for tissue-engineered CPC than pure CPC. Morphological and histomorphometrical evaluations indicated that tissue-engineered CPC separated into numerous small blocks, with active absorption and reconstruction noted, whereas the residual CPC area was larger in the group treated with pure CPC. In the tissue-engineered CPC group, in vivo tracing revealed numerous cells expressing both GFP and rhBMP-2 that were distributed in the medullar cavity and on the surface of bony trabeculae.

Conclusion  Tissue-engineered CPC can effectively repair bone defects, with allogenic seeded cells able to grow and differentiate in vivo after transplantation.

     

Reconstruction of orbital defect in rabbits with composite of calcium phosphate cement and recombinant human bone morphogenetic protein-2

Background Calcium phosphate cement （CPC） is a biocompatible and osteoconductive bone substitute, and recombinant human bone morphogenetic protein-2 （rhBMP-2） has strong osteoinductibility, therefore we developed a composite bone substitute with CPC and rhBMP-2 and evaluate its reconstruction effect in rabbit orbital defect.Methods Thirty-six rabbits were randomly divided into two groups and a 5 mmx5 mmx2 mm bone defect in the infraorbital rim was induced by surgery in each orbit （72 orbits in all）. The orbital defects were treated with pure CPC or composite of CPC and rhBMP-2. The osteogenesis ability of different bone substitute was evaluated by gross observation, histological examination, histomorphometrical evaluation, compressive load-to-failure testing, and scanning electron microscope （SEM）.Results Gross observation showed that both bone substitutes were safe and effective for reconstruction of orbital defect. However, histological examination, histomorphometrical evaluation and SEM showed that CPC/rhBMP-2 group had faster speed in new bone formation and degradation of substitute material than CPC group. Compressive load-to-failure testing showed that CPC/rhBMP-2 group had stronger compressive strength than CPC group at every stage with significant difference （P ＜0.05）.Conclusion Composite of CPC/rhBMP-2 is an ideal bioactive material for repairing orbital defect, with good osteoconductibility and osteoinductibility.     

Reconstruction of orbital defect in rabbits with composite of calcium phosphate cement and recombinant human bone morphogenetic protein-2

PURPOSE Calcium phosphate cement (CPC) is a biocompatible and osteoconductive bone substitute, and recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) has strong osteoinductibility, therefore we developed a composite bone substitute with CPC and rhBMP-2 and evaluate its reconstruction effect in rabbit orbital defect. METHODS Thirty-six rabbits were randomly divided into two groups and a 5mm×5mm×2mm bone defect in the infraorbital rim was induced by surgery in each orbit (72 orbits in all). The orbital defects were treated with pure CPC or composite of CPC and rhBMP-2. The osteogenesis ability of different bone substitute was evaluated by gross observation, histological examination, histomorphometrical evaluation, compressive load-to-failure testing, and scanning electron microscope (SEM). RESULTS Gross observation showed that both bone substitutes were safe and effective for reconstruction of orbital defect. However, histological examination, histomorphometrical evaluation and SEM showed that CPC/rhBMP-2 group had faster speed in new bone formation and degradation of substitute material than CPC group. Compressive load-to-failure testing showed that CPC/rhBMP-2 group had stronger compressive strength than CPC group at every stage with significant difference (P<0.05). CONCLUSIONS Composite of CPC/rhBMP-2 is an ideal bioactive material for repairing orbital defect, with good osteoconductibility and osteoinductibility.     

壳聚糖对自制磷酸钙骨水泥性能的影响

目的:了解壳聚糖对自制磷酸钙骨水泥(CPC)物理性能、超微结构及生物相容性的影响. 方法:分别以50 g/L乳酸壳聚糖和1 mol/L磷酸氢二钠为液相制备CPC试样,通过防水试验、测定初步凝结时间、抗压强度;扫描电镜观察凝固体超微形态;大鼠肌肉植入及骨髓基质干细胞表面种植试验比较两者差异. 结果:复合壳聚糖的CPC在水中更稳定,混合后即刻投入生理盐水3 min内不散开;平均初步凝结时间8.38 min,对照组23.68 min;平均抗压强度6.52 MPa;对照组2.08 MPa. 扫描电镜发现凝固体表面为颗粒状及片状晶体,实验组晶体互相连接,孔隙较对照组少. 植入肌袋1 wk有轻微炎症反应,4 wk后反应减退,12 wk后实验组材料变软,对照组外形基本未变. 肌肉无坏死. 电镜下细胞可在水泥盘上贴附、生长, 实验组可见的细胞数较多. 结论:CPC-壳聚糖复合物在潮湿条件下更稳定,固化时间缩短,抗压强度提高,生物相容性更好.     

钙磷骨水泥复合rhVEGF与rhBMP-2促进异体大段骨移植再血管化的实验研究

目的 探讨钙磷骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)复合重组人血管内皮细胞生长因子(recombinant human vascular endothelial growth factor,rhVEGF) 重组骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)促进大段异体脱蛋白骨(deproteinized bone,DPB)移植再血管化的能力.方法 成年杂交犬36只,距关节面30 mm 切除右侧股骨下端制成半关节缺损模型,分成CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPB移植组(A组);rhVEGF/rhBMP-2/DPB移植组(B组);单纯的DPB移植组(C组)3组.于术后4、8、12、16 周行X线检查、组织学检查、透射电镜检查、墨汁灌注微血管分析、放射性核素骨显像(ECT)检测,观察血管发生和新骨形成情况.结果 A组在各时间点X线及组织学,其成骨能力和血管生成均优于B、C两组,血管墨汁灌注图像分析和ECT检测动脉灌注情况均优于B、C两组(P＜0.01),B、C组间在各时间点差异无统计学意义(P＞0.05).结论 CPC/rhVEGF/rhBMP-2/DPB可促进异体大段骨移植的成骨能力及局部血管早期形成,使移植体最终达到骨愈合成为自身组织.     

自制诱导型人工骨材料修复兔颅骨缺损实验研究

目的 观察自制诱导型人工骨材料在兔颅骨缺损修复中的作用.方法 选取健康成年新西兰大白兔,随机分成实验材料组(自制诱导型人工骨材料,M组)、实验对照组(同种异体冻干骨,B组)和空白对照组(N组).制备双侧颅顶骨8mm的骨缺损,分别植入相应材料.术后采取大体观察、血液化验、骨磨片组织形态观察及荧光双标记示踪等方法进行检测.结果 大体观察、骨磨片组织形态观察及荧光双标记示踪等提示M组材料植入后缺损区有明显新骨生长,B组有新骨生长,但M组较少,N组新骨生长不明显.外周血液检查显示M组LYM％与B组、N组比较差异无统计学意义.M组不同时间点血总蛋白、谷丙转氨酶、碱性磷酸酶及血钙等与N组比较差异均无统计学意义.尿素氮检测在16周虽然与N组差异有统计学意义,但是其数值在正常范围,提示对肾功能无影响.结论 自制诱导型人工骨植入机体后持续促进新骨生长,诱导成骨效果强于同种异体冻干骨,且在体内有较好的生物相容性.     

改良可吸收类磷酸钙骨水泥在犬牙槽骨缺损修复中的应用效果

目的探讨一种新型改良可吸收类磷酸钙骨水泥(CPC)在犬牙槽骨缺损修复中的成骨诱导活性。方法取6只健康、成年比格犬,每只犬下颌骨取2个实验点,左侧为实验组,右侧为对照组。分别将改良可吸收类骨水泥、单纯可吸收类骨水泥植入犬牙槽骨缺损内,于术后4、12、20周取材,通过组织学染色观察骨缺损区的新骨形成情况。结果 Giemsa染色、Von Kossa染色显示,术后4、12、20周实验组植骨材料降解量、成骨细胞数量、新生骨量均优于对照组;四环素荧光染色结果显示,实验组类骨质宽度明显宽于对照组。结论改良可吸收CPC在动物体内具有很好的生物相容性,动物无排异反应,是安全的植入材料;改良可吸收CPC在动物体内具有成骨诱导活性,可以有效弥补单纯使用CPC时成骨能力的不足,是良好的植骨替代材料。     

复合型可注射磷酸钙骨水泥在胫骨平台塌陷骨折修复中的生物力学研究

目的探讨一种复合聚乳酸-羟基乙酸共聚物的新型可注射磷酸钙骨水泥(CPC)结合双螺钉固定在胫骨平台SchatzkerⅡ型骨折模型修复中的生物力学性能,为临床微创治疗提供力学依据。方法取10对老年尸体胫骨近端标本制备成胫骨平台SchatzkerⅡ型骨折模型后成对匹配随机分配到实验组和对照组中,分别采用CPC加压注入和自体松质骨充填植骨结合双螺钉横排固定的方法植骨固定胫骨平台骨折。将标本在材料测试机上进行轴向垂直压缩,记录载荷-位移数据,测量2组标本的最大失效载荷和抗压刚度。结果新型CPC室温下具有良好的可注射性,在胫骨平台塌陷下方骨缺损区充填充分,且材料在骨缺损区周围松质骨中进一步渗透、扩散。实验组胫骨干骺端平均骨密度为(0.639±0.081)g.cm-2,对照组为(0.668±0.083)g.cm-2,2组间差异无统计学意义(P>0.05)。实验组最大失效载荷为(4 101±813)N,对照组最大失效载荷为(692±138)N,2组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。实验组轴向抗压刚度为(1 363±362)N.mm-1,对照组轴向抗压刚度为(223±54)N.mm-1,2组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论在胫骨平台SchatzkerⅡ型骨折中采用新型复合CPC加压充填植骨结合双螺钉固定技术,能有效恢复胫骨平台的抗塌陷力学性能,是一种理想的植骨填充材料。