柠檬酸化半水硫酸钙作为骨移植替代材料的安全性及生物相容性评价

目的:以二水硫酸钙为原料,制备出高纯度柠檬酸化半水硫酸钙,并对其生物相容性进行评价。方法:实验于2004-09/2005-01在解放军总医院骨科研究所完成。柠檬酸化半水硫酸钙粉沫是粉状的二水硫酸钙经特殊处理制得。根据文献对实验材料进行生物相容性及安全性评价实验。①红细胞溶解性:材料粉末制备的浸提液加入抗凝兔血内恒温水浴60min、离心取上清液,分光光度计测定上清液吸光度。计算红细胞溶血率(%)=(实验组吸光度-阴性对照组吸光度)/(阳性对照组吸光度-阴性对照组吸光度)×100%、标准:≤5%为正常。②细胞毒性试验:采用四甲基偶氮唑盐比色法。兔骨髓基质干细胞经复苏、传代、培养24h后进行更换含材料浸提液的培养基继续培养、酶标仪测定1,3,5,7d吸光度。计算细胞相对增值率=实验组吸光度/对照组吸光度。③细胞材料表面贴附:骨髓基质干细胞细胞悬液滴在材料表面,培养3d后,倒置显微镜下观察材料边缘细胞生长情况。乙醇固定后用环境扫描电镜镜下观察材料表面的细胞贴附情况。④热源性:自体温试验筛选合格新西兰家兔的耳缘静脉注入材料浸提液后,定时测兔体温。标准:每只体温升高在0.6℃以下,3只体温升高总度数小于1.4℃。⑤皮肤刺激性:健康新西兰家兔脊柱两侧选点注射材料花生油及DMEM浸提液,每个点注射0.2mL。观察注射部位皮肤反应。⑥致敏性:将浸提液与完全氟氏佐剂完全乳化制成相应剂型试剂,以豚鼠为观察对象,观察腹部激发部位皮肤反应。结果:①材料特性:制备材料2h固化抗压缩强度达到26MPa,初凝时间5min,终凝时间20min。扫描电镜观察为晶体形态均一、为规则的六面体结构。②细胞粘附与生长形态:骨髓基质干细胞在材料周围生长,环境扫描电镜观察细胞贴附材料表面生长,呈不规则的梭形、多角形,胞体伸出伪足长短不等。③红细胞溶解实验:红细胞溶血率为0.34%,远小于阳性标准,说明材料植入体内后不会引起机体本身的溶血反应。④热源反应:家兔平均体温升高为0.1℃,符合医用材料的热源反应要求,说明本材料本身不具有致热源作用。⑤皮内注射:两组浸提液皮内注射后均未引起家兔实验区的红斑及水肿反应,提示材料对动物机体没有刺激性。⑥致敏实验:致敏率为0,与阴性对照没有差别,说明材料没有致敏性。⑦细胞毒性实验的检测结果提示实验组细胞相对增值率和对照组无显著性差别,评分为0～1级,说明材料本身不具有细胞毒性。结论:生物安全性评价结果初步显示制备的材料具有良好的生物相容性,符合医用生物材料的基本要求。

Safety and biocompatibility of citrated calcium sulphate hemihydrate as substitute of bone transplantation