氧离子注入增强人工关节软骨材料-UHMWPE的耐磨性

用高能离子注入机对超高分子量聚乙烯 (U HMWPE)进行了 O+注入改性 ,注入能量为 4 5 0 ke V和 10 0ke V,剂量分别为 1× 10 1 5/cm2 ,5× 10 1 5/cm2和 1× 10 1 6 /cm2。以 Si3N4 球为上销样 ,UHMWPE为下盘样组成摩擦副 ,在销盘摩擦试验机上评价它们在干摩擦和蒸馏水润滑条件下的磨损性能。结果表明 ,几种注入工艺均增强了UHMWPE的耐磨性 ,但提高了其摩擦系数 ,其中以能量为 4 5 0 Ke V,剂量为 5× 10 1 5/cm2的注入样品耐磨性最好。未注入 U HMWPE的磨损主要表现为黏着、塑性变形和犁沟 ,注入 U HMWPE的磨损主要为表面硬化层疲劳裂纹的萌生、扩展、剥落及磨粒磨损     

关节软骨替代修复材料PVA/PVP复合水凝胶的生物相容性及安全性初步研究

目的通过一系列的体内、外试验对将来可能成为关节软骨损伤替代修复材料的聚乙烯醇/聚乙烯醇吡咯脘酮(PVA/PVP)复合水凝胶进行综合评定,初步探索其在动物体内的生物相容性及安全性,为进一步的人体试验提供依据。方法根据国家标准GB/T16886.1及ISO10993-1标准对医疗器械用品的评价标准要求及用于关节软骨损伤替代修复材料的要求进行:细胞毒性试验(MTT法)、溶血试验、急性全身毒性试验、慢性全身毒性试验、皮内刺激试验、肌肉植入试验。结果细胞毒性试验的试验材料细胞相对增值率为91.7%,显示无细胞毒性;血液相容性试验PVP/PVA的溶血率为0.51%,小于5%,预示该材料无溶血作用,符合医用材料的溶血试验要求;急性全身毒性试验实验组小鼠无特殊行为学表现,实验组与对照组小鼠体重增加t检验差异无统计学意义(P0.05)。慢性全身毒性试验术后12周试验动物肝、肾均无明显病理表现,材料植入动物体内后试验组与对照组肝肾功能比较差异无统计学意义(P0.05),实验组术前与术后肝肾功能对照差异无统计学意义(P0.05)。肌肉植入试验术后病理组织学切片证实该材料植入兔体内后炎性细胞反应逐渐减轻,材料周围组织纤维囊壁逐渐变薄。结论该材料具有良好的生物相容性及安全性。     

两种不同关节软骨替代材料对兔肝肾功能毒性的比较

背景:目前已对纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶材料进行了细胞毒性、致敏、刺激及局部反应试验,证明均具有良好的生物相容性和安全性,但是对肝肾功能的影响尚不清楚.目的:观察两种不同关节软骨替代材料纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶植入兔骨组织后对其肝肾功能的毒性反应.设计、时间及地点:血液生化指标观察,随机对照动物实验,于2008-11/2009-03在解放军南京军区总医院比较医学科完成.材料:纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶均由南京理工大学生物材料研究所熊党生教授提供.方法:健康清洁级新西兰大白兔30只,随机分成3组,纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶组10只,聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶组10只,空白对照组10只.分别将两种关节软骨材料植入已制备好的兔模型股骨软骨缺损部位.空白对照组施行同样的手术,但不作任何材料植入.主要观察指标:于术后1,4,8,12周行肝肾功能检测,对比3组动物植入前后肝肾功能变化.结果:植入前3组肝肾功能指标差异无显著性意义(P均>0.05).3组植入后丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、白蛋白、球蛋白、尿素氮、肌酐水平分别与植入前比较,差异无显著性意义(P均>0.05).植入后3组各项肝肾功能指标差异也无显著性意义(P均>0.05).结论:两种不同的软骨替代材料对兔肝肾功能无影响.     

氮离子注入超高分子量聚乙烯的生物摩擦学性能

用高能离子注入机对超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)进行N 注入改性 ,注入能量为 45 0KeV ,剂量分别为 5× 10 14 /cm2 ,2 .5× 10 15/cm2 和 1.2 5× 10 16/cm2 。以ZrO2 球为上销样 ,UHMWPE为下盘样组成摩擦副 ,在销盘摩擦试验机上评价它们在干摩擦、蒸馏水和血浆润滑条件的摩擦磨损行为。结果表明 ,几种剂量N 注入均提高了UHMWPE的摩擦系数 ,增强了其在血浆润滑条件下的耐磨性。未注入UHMWPE的磨损表现为粘着、疲劳、塑性变形和犁沟 ,注入UHMWPE的磨损主要为磨粒磨损。     

γ射线辐照交联PVA水凝胶关节软骨修复材料 的结构与性能研究

目的 研究制备工艺对γ射线辐照交联PVA水凝胶关节软骨修复材料的结构与摩擦学性能的影响,为其在关节软骨损伤修复提供理论基础。方法 采用冷冻解冻和辐照交联相结合的方法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究其微观形貌、含水量及与自然软骨配副的摩擦学性能。结果 (1)微观结构的观察表明,制备的PVA水凝胶具有三维多孔网络结构,辐照交联使得网络结构更加致密和完善;(2) 水凝胶的含水量随着辐照剂量和PVA浓度的增加而减小;(3) 在往复式销-盘摩擦磨损试验机上研究本水凝胶材料与自然关节软骨配副时的摩擦学性能,结果表明,摩擦的起始阶段,双相润滑机制其主导作用,载荷主要由水凝胶中的液体相所承担,摩擦系数较小,随着载荷作用时间的延长,固体相所承受载荷的比例相对增高,摩擦系数渐渐增大且趋于稳定,润滑机制转为边界润滑。摩擦系数随着辐照剂量和PVA浓度的增加而减小。     

两种不同关节软骨替代材料对兔肝肾功能毒性的比较*★

背景：目前已对纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶材料进行了细胞毒性、致敏、刺激及局部反应试验，证明均具有良好的生物相容性和安全性，但是对肝肾功能的影响尚不清楚。 目的：观察两种不同关节软骨替代材料纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶植入兔骨组织后对其肝肾功能的毒性反应。 设计、时间及地点：血液生化指标观察，随机对照动物实验，于2008-11/2009-03在解放军南京军区总医院比较医学科完成。 材料：纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶及聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶均由南京理工大学生物材料研究所熊党生教授提供。 方法：健康清洁级新西兰大白兔30只，随机分成3组，纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶组10只，聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶组10只，空白对照组10只。分别将两种关节软骨材料植入已制备好的兔模型股骨软骨缺损部位。空白对照组施行同样的手术，但不作任何材料植入。 主要观察指标：于术后1，4，8，12周行肝肾功能检测，对比3组动物植入前后肝肾功能变化。 结果：植入前3组肝肾功能指标差异无显著性意义(P均 > 0.05)。3组植入后丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、白蛋白、球蛋白、尿素氮、肌酐水平分别与植入前比较，差异无显著性意义(P均 > 0.05)。植入后3组各项肝肾功能指标差异也无显著性意义(P均>0.05)。 结论：两种不同的软骨替代材料对兔肝肾功能无影响。 关键词：纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶；聚乙烯醇/吡咯脘酮水凝胶；关节软骨；肝肾功能；毒性