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纳米羟基磷灰石/硫酸钙复合人工骨的生物安全性研究
目的 研制纳米羟基磷灰石/半水硫酸钙(n-HA/CSH)复合型人工骨,并对其进行体内、外生物安全性测试.方法 对n-HA/CSH人工骨进行急性全身毒性试验、皮内刺激试验、致敏试验、MTT细胞毒性试验和遗传毒性实验(Ames试验)并与对照组比较.结果 人工骨浸取液静脉及腹腔注射后不引起小鼠呼吸、进食改变或死亡,体重稳定.家兔皮内注射72小时后仅出现红斑或微弱水肿,豚鼠皮内注射后未出现过敏反应.MTT细胞毒性试验显示含HA10%、20%、40%人工骨及纯n-HA、CSH的细胞增殖率均在77%以上,细胞毒性均为0～1级,Ames试验表明含HA 40%人工骨的不同浓度生理盐水浸取液引起鼠伤寒沙门氏菌回复突变数均不超过阴性对照组的2倍.结论 n-HA/CSH复合材料不引起全身毒性反应、皮内刺激反应和急性过敏反应.且无MTT细胞毒性,细胞相容性良好.同时,复合材料的生理盐水浸取液不引起鼠伤寒沙门氏菌回复突变数增加.
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纳米羟基磷灰石复合人工骨材料的研究进展
近年来,随着材料科学的发展,人工骨材料的构建与合成有了突破性的进展.纳米羟基磷灰石是自然骨的天然组分,具备良好的骨传导性、诱导性及生物相容性,因而被广泛应用于人工骨材料的构建中;但单纯的羟基磷灰石作为人工骨材料时由于其强度低、韧性差、体内降解速率缓慢等特性受到一定程度的制约.因此,对纳米羟基磷灰石与其他材料进行多相复合以尽可能的模拟正常骨组织结构或赋予其一定的特殊性能是当前人工骨领域的研究热点.本文从纳米羟基磷灰石支架材料、具备特殊性能的复合人工骨材料的研究现状等方面做一综述.
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羟基磷灰石复合骨组织工程支架的研究进展
近年来,以生物活性陶瓷、聚合物等材料为基础复合而成的人工骨骼材料得到了广泛的研究并取得了巨大的进展.纳米羟基磷灰石(nano Hydroxyapatite,nHA)因其具有良好的生物相容性和生物活性,被大量应用于骨组织的移植与修复,但由于现有工艺制备的磷灰石本身力学性能不够完美,进而限制了其应用的广泛性,因此,制备综合性能优越的纳米羟基磷灰石/聚合物复合生物材料是当今骨组织工程中研究的热点.在此,就纳米羟基磷灰石与壳聚糖、胶原、聚乳酸等高分子材料复合而成的新型骨移植替代材料的合成方法、力学性能和生物相容性进行简单的介绍.
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纳米羟基磷灰石生物安全性评价与研究进展
国内外大多数研究显示羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,医学领域的运用中,普通羟基磷灰石的缺点是脆性大,有很多研究显示纳米羟基磷灰石有更高的强度和韧性,纳米羟基磷灰石晶体在形态、尺寸、组成、结构和结晶度上与人骨羟基磷灰石晶体高度类似,因此纳米羟基磷灰石在医学领域的应用也日益广泛[1-5].
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负载去细胞基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合微球的制备及其性状
目的 制备负载猪膀胱黏膜下层去细胞基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合微球.方法 利用去污剂-酶法制备猪膀胱黏膜下层去细胞基质;乳化-交联法制备负载去细胞基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合微球;应用扫描电镜、X线衍射仪分析微球形态、成分;酶联免疫吸附法检测微球内转化生长因子β1(TGF-β1)、血管内皮生长因子(VEGF)含量及累积释放率;噻唑蓝(MTT)法在1、3、5、7d检测复合微球细胞毒性.结果 复合微球形态均匀、呈球形,粒径分布在(3.52 ～29.65) μm.X线衍射显示:微球包含上述3种成分.微球内TGF-β1和VEGF的含量分别为(98.32±25.40)和(7.910 ±0.001) pg/g;两种细胞因子的累积释放率为8～10d内能维持95％的浓度.微球浸提液表明材料无细胞毒性.结论 负载猪膀胱黏膜下层去细胞基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合微球,粒径较窄,8 ～10d内维持有效的生长因子浓度,材料无细胞毒性.
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纳米羟基磷灰石/聚醚醚酮复合种植体受力的三维有限元分析
目的:评价纳米羟基磷灰石/聚醚醚酮(Nano-hydroxyapatite/Polyetheretherketone,n-HA/PEEK)仿生种植材料受力时种植体及其周围骨组织的应力特征,为该种植材料的临床运用提供生物力学依据.方法:根据CT扫描数据及种植体产品数据建立包括牙槽骨、种植体的三维有限元模型,比较在150N垂直加载条件下n-HA/PEEK和钛种植体周围骨皮质及骨松质的应力分布.结果:两种材料应力分布规律:紧邻种植体颈部的骨皮质应力大远离处逐渐减小,皮质骨内两种材料的表面大应力有显著性差异(P＜0.05).负重时钛金属种植体其表面应力波动变化范围增大,容易形成应力集中.同骨组织具有相似弹性模量的n-HA/PEEK材料表面应力分布更均匀.结论:n-HA/PEEK材料更有利于将种植体所受载荷以应力的形式传递到周围骨组织中去,有利于保持骨结合面的长期稳定.
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纳米羟基磷灰石修复种植体周围骨缺损的实验研究
目的:探讨纳米羟基磷灰石材料在种植修复中的作用.方法:将纳米羟基磷灰石植入钛种植体周围的骨缺损区,观察种植体与骨界面的结合形式和程度.结果:纳米羟基磷灰石修复钛种植体骨缺损处实现良好的骨结合.结论:纳米羟基磷灰石材料的使用在实现钛种植体与周围健康骨组织的骨结合过程中起着重要的作用.
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拔牙后牙槽窝即刻植入纳米羟基磷灰石的临床观察
目的:研究拔牙后即刻植入纳米羟基磷灰石颗粒预防术后牙槽骨吸收,保持牙槽嵴高度的临床疗效.方法:选择16例需同时拔除下颌两侧相同部位后牙的患者,按左右分组,左侧为拔牙后立即填塞颗粒型纳米羟基磷灰石,右侧为拔牙后传统搔刮血块充盈对照.4周、12周分别复诊,摄X线片检查.对牙槽窝的愈合,牙槽嵴高度进行观察.结果:16例患者创口愈合良好.两组比较,12周后实验组X线片见牙槽窝处的X线阻射影与周围牙槽骨密度相近,界限不清,恢复的牙槽嵴与周围基本平齐,牙槽高度恢复良好.对照组牙槽嵴高度明显降低,实验组牙槽嵴高度降低不明显.结论:拔牙创内即刻植入纳米羟基磷灰石不影响创口愈合,能促进新骨的形成,很好地维持牙槽嵴高度,为以后进行义齿修复提供一个良好的基骨条件.
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纳米羟基磷灰石表面阿伦膦酸钠和Ⅰ型胶原蛋白复合膜对成骨细胞形态和增殖的影响
目的:探讨经化学结合阿伦膦酸钠(alendronate sAium,ALN)和Ⅰ型胶原蛋白(collagen type Ⅰ,COL Ⅰ)修饰的纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nHA)涂层对成骨细胞在其表面黏附、生长和增殖的影响.方法:建立nHA涂层、nHA/ALN、nHA/COL Ⅰ、nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜,将成骨细胞接种于复合膜表面,分别培养7d和14 d,扫描电镜观察成骨细胞在不同膜层表面的黏附形态的变化,WST-1法对各膜层表面细胞数量进行定量检测.结果:成骨细胞在nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜表面的增殖活性高(P＜0.05),扫描电镜观察成骨细胞在nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜表面生长状态优于其他膜层,在COL Ⅰ膜直接作用下,成骨细胞伸展更为完全,并有较多伪足突起和微绒毛结构呈分化表型.结论:将ALN和COL Ⅰ修饰于nHA表面能够协同促进成骨细胞的黏附和增殖.nHA/ALN/COL Ⅰ复合膜促进成骨细胞的黏附与分化.
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纳米羟基磷灰石表面阿伦膦酸钠和Ⅰ型胶原蛋白复合膜的制备
目的:在纳米羟基磷灰石(nHA)涂层表面制备稳定可重复的阿伦膦酸钠(ALN)和Ⅰ型胶原蛋白(COL Ⅰ)复合膜.方法:在纯钛(PT)表面电化学沉积nHA涂层,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)为偶联剂,在涂层表面结合ALN和COL Ⅰ,制备nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜.通过扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征nHA涂层,通过X射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征复合膜.结果:ALN和COL Ⅰ可通过偶联剂结合于nHA涂层,改变其结合次序,可分别形成nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜.结论:通过化学结合法形成的nHA/ALN/COL Ⅰ和nHA/COL Ⅰ/ALN复合膜具有不同的ALN缓释潜力.
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壳聚糖修饰的羟基磷灰石纳米粒载体介导BMP-2转染成骨细胞的研究
目的:研究壳聚糖(chitosan,CS)修饰的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)纳米粒载体携带骨形态发生蛋白2 (Bone morphogenetic protein2,BMP2)基因转染成骨细胞,及转染后对细胞增殖与分化的影响.方法:采用MTT法检测HA-CS纳米粒载体对成骨细胞的毒性反应;用HA-CS纳米粒载体转染技术,将BMP-2目的基因导入成骨细胞,评估转染效率；检测细胞增殖情况及碱性磷酸酶( alkaline phoaphatase,ALP)活性.结果:MTT结果提示HA-CS纳米粒混悬液浓度在500 mg/L以下对成骨细胞无毒性作用;其转染效率优于没经修饰的HA;转染后促进成骨细胞增殖并增加了ALP活性.结论:HA-CS纳米粒在一定浓度下对成骨细胞无毒性作用,作为输送载体可以安全地将目的基因BMP-2导入成骨细胞,并促进了成骨细胞的增殖与分化.
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骨髓间充质干细胞复合载异补骨脂素支架材料修复骨缺损的研究
目的:探讨异补骨脂素对骨髓间充质干细胞成骨分化的促进作用及骨髓间充质干细胞复合载异补骨脂素支架材料应用于修复兔下颌骨缺损的可行性.方法:36只新西兰大白兔随机分为3组并制备双侧下颌骨缺损模型,A组为实验组,缺损区内植入BMSCs复合载异补骨脂素支架材料；B组为对照组,缺损区内植入BMSCs复合羟基磷灰石材料,C组为空白组,缺损区内不植入任何材料.分别于术后2、4、8、12周处死各组动物,每次9只,取双侧下颌骨制备组织标本,行大体观察、影像学分析、HE染色、扫描电镜检测,并对影像学分析值及成骨情况加以评价,对分析数据结果使用SPSS17.0统计软件进行分析有统计意义(P＜0.05).结果:影像学检查及组织学染色结果显示A组骨缺损处愈合程度,成骨速度及其质量明显优于明显优于其他两组；扫描电镜显示A组复合材料与组织相容性好,组织间无炎症刺激反应；并通过统计各组各期牙CT分析数据及新生骨面积,A组的成骨情况也明显优于B、C组(P＜0.05).结论:BMSCs复合载异补骨脂素支架材料具有明显骨诱导作用,是一种新型复合材料,可望成为临床应用中修复颌骨缺损的新型材料.
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纳米羟基磷灰石/PRP修复牙槽突裂的实验研究
目的:研究纳米羟基磷灰石/PRP(nano-HA/PRP)修复牙槽突裂的生物性能及富含血小板血浆(PRP)在其中的作用.方法:将40只雄性日本大白兔随机平均分成nano-HA/PRP和nano-HA两组.每只动物的两侧下颌骨均外科形成类似牙槽突裂样缺损.2个月后各组动物分别以上述两种材料充填修复牙槽突裂.于2周、4周、8周、12周和24周处死动物,采用组织学、组织形态学等方法观察样本.结果:组织学检查发现, nano-HA/PRP组在术后2周时成骨活性明显优于对照组,而在两周后骨痂改建期两组间无明显差异.术后第12周, 两组材料均基本吸收.术后第24周, nano-HA/PRP组和对照组新骨平均丧失高度分别为修复高度的11.9%和12.4%.结论:nano-HA是牙槽突裂修复的良好生物材料,PRP在骨修复早期对骨愈合有促进作用.
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纳米羟基磷灰石修补髓室底穿孔的临床疗效观察
牙体牙髓病患者如长期不进行修复可出现髓室底穿孔致恒牙被拔除,咬合的稳定性及咀嚼效能大大降低,还将诱发恒牙列错牙合畸形.本研究应用纳米羟基磷灰石(nHA)进行髓室底穿孔的修补,疗效较满意,现报道如下.
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纳米羟基磷灰石修复牙槽突裂的实验研究
目的:观察纳米羟基磷灰石(nano-HA)修复牙槽突裂的愈合过程,研究其修复牙槽突裂的可行性.方法:40只雄性日本大白兔随机平均分成nano-HA和HA两组.每只动物的两侧下颌骨均外科形成类似牙槽突裂样缺损.2个月后各组动物分别以上述两种材料充填修复牙槽突裂.于2周、4周、8周、12周和24周处死动物,采用组织学、组织形态学等方法观察样本.结果:组织学检查发现,术后2、4、8周时nano-HA组骨痂形成与改建早于对照组.术后第12周,nano-HA组材料已基本吸收,HA组材料未吸收.术后第24周,nanc-HA组新骨平均丧失高度为修复高度的12.4%.结论:nano-HA是牙槽突裂修复的良好生物材料.
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基因重组人生长激素复合纳米羟基磷灰石对兔胫骨骨缺损的修复效果
目的:观察基因重组人生长激素(rhGH)复合纳米羟基磷灰石(nHA)修复兔胫骨缺损过程中的成骨效果,以探讨两种药物联合使用在骨缺损修复中的作用.方法:新西兰大白兔24只,于双侧胫骨制备骨缺损模型;随机分为4组:空白对照组、rhGH/nHA组、rhGH组、nHA组,并行相应处理.分别于术后第1、2和4周进行骨缺损大体观察、X线影像学、组织学检测以及新生骨占缺损面积百分比的测定.结果:各组都有不同程度的骨组织形成,在术后第1、2和4周,各组之间新生骨组织面积百分比的差异均存在统计学意义(P＜0.05).纵向比较,除空白组外,其他组在第1、2、4周之间新生成骨面积百分比的差异均存在统计学意义(P＜0.05).结论:局部应用基因重组人生长激素复合纳米羟基磷灰石可以促进骨缺损区新生骨组织生成,且效果优于分别单独使用两种材料.
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纳米羟基磷灰石复合支架材料生物性能的研究进展
近年来,随着组织工程的深入研究,骨组织工程受到学者越来越多的重视.目前,骨组织工程的研究重点集中在支架材料、种子细胞、骨构建的相关生长因子等三个方面.纳米羟基磷灰石(nanohydroxyaptite,nHAP)属于陶瓷类材料,有利于人体骨组织的修复、整合及改善植入组织的力学性能,因其优良的生物性能而备受关注,nHAP已作为骨移植生物材料广泛用于研究和临床[1].尤其是nHAP复合材料,在骨组织工程的研究应用中取得了较大进展[2].
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纳米羟基磷灰石/混旋聚乳酸修复牙槽突裂的实验研究
目的:研究纳米羟基磷灰石/混旋聚乳酸(nano-HA/PDLLA)复合材料修复牙槽突裂的愈合过程.方法:将40只雄性日本大白兔随机平均分成nano-HA/PDLLA和nano-HA两组.每只动物的两侧下颌骨均外科形成类似牙槽突裂样缺损.2个月后各组动物分别以上述两种材料充填修复牙槽突裂,于2周、4周、8周、12周和24周处死动物,采用组织学、组织形态学等方法观察样本.结果:所有动物均无围术期并发症发生.术后8周内nano-HA/PDLLA组的成骨活性明显低于对照组,而在12周后两组间无明显差异.术后第12周,两组材料均基本吸收.术后第24周,nano-HA/PDLLA组和对照组新骨平均丧失高度分别为修复高度的32.1%和12.4%.结论:nano-HA是牙槽突裂修复的良好生物材料, nano-HA/PDLLA由于其对新骨形成的抑制作用和新骨吸收比例较高,需作进一步研究.
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纳米羟基磷灰石/明胶仿生复合材料的制备及其细胞相容性
目的:评价纳米羟基磷灰石/明胶仿生复合材料的一般理化性质及细胞相容性.方法:采用冷冻干燥技术将纳米羟基磷灰石与明胶复合物制成3D多孔支架材料,并用扫描电镜、傅里叶红外光谱、万能试验机等对复合材料进行表征;原代培养BALB/c小鼠成骨细胞,取第3代与复合材料共培养,采用扫描电镜、细胞毒性实验、细胞增殖实验和碱性磷酸酶活性测定法观察支架材料对细胞分化、增殖的影响.结果:扫描电镜显示复合材料为三维多孔状,孔径大小约150～400 μm;傅里叶变换红外光谱显示复合材料无机相和有机相之间有较强的化学键合;复合材料抗压强度为(3.28±0.51)MPa,孔隙率为(80.6±4.1)％,接近人松质骨.扫描电镜观察和MTT实验结果显示复合材料具有良好的细胞相容性,小鼠成骨细胞在材料上黏附和伸展情况良好;细胞毒性Ⅰ～Ⅱ级;与材料共培养第5,7天的细胞增殖率与对照组差异有统计学意义(P＜0.05);第1,3天的碱性磷酸酶活性与对照组之间的差异有统计学意义(P＜0.05).结论:明胶与纳米羟基磷灰石在一定比例和条件下,采用冷冻干燥法可制备出具有较高孔隙率、适宜孔径大小的三维连通多孔结构的仿生支架材料,具有良好的细胞相容性,有望成为一种新型骨组织工程支架材料.
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大鼠牙乳头细胞与纳米羟基磷灰石的体外复合培养
目的:初步探讨多孔纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nano-HAP)对体外培养的大鼠牙乳头细胞(rat dental papilla cells,RDPC)增殖和分化功能的影响,以及nano-HAP作为牙组织工程支架材料的可行性.方法:实验组为RDPC与nano-HAP复合培养,对照组为RDPC常规培养.通过电镜观察RDPC在nano-HAP表面生长与附着状态,同时检测细胞增殖状况、细胞蛋白含量和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)等,评价RDPC生长情况和细胞活性.结果:实验组生长良好,6 d和8 d时实验组RDPC增殖明显高于对照组;6 d和9 d时实验组细胞总蛋白含量高于对照组;各时间点两组细胞ALP差异无统计学意义.结论:nano-HAP具有良好的生物相容性,能使RDPC细胞增殖,并可使其活性明显增强,可作为牙组织工程备选的支架材料;RDPC与牙组织工程支架材料复合培养可作为体外评价牙组织工程支架材料生物相容性的方法之一.
