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医用钛合金掺锶改性的研究与进展
背景：以钛合金为基底进行表面改性进一步提高其表面生物活性是目前研究的热点，而掺锶改性是提高植入物骨整合性的有效手段。目的：介绍以医用钛合金为基底掺锶改性的研究进展。方法：以“钛合金，锶，骨组织，成骨”为中文检索词，以“titanium(ti)，strontium(sr)，bone，osteogenic”为英文检索词，在中国知网和PubMed数据库检索2000年1月至2016年4月期间有关医用钛合金掺锶改性方面的文献。结果与结论：①医用钛合金具有较好的生物相容性，且与人体骨弹性模量接近，因而广泛应用于临床骨修复的植入物；②单纯钛合金表面生物活性较差，难以和骨组织结合达到骨整合；③对钛合金进行表面功能改性是行之有效的方案，而掺锶改性可显著促进新骨生成，达到骨与钛合金的整合；④目前掺锶改性的钛合金植入物及支架材料大多还处于体外实验和动物实验阶段，快速、稳定、易获得且安全有效的改性方法仍需进一步研究。
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磁性壳聚糖微球的生物相容性
背景：采用壳聚糖对磁性氧化铁纳米颗粒表面进行改性，一方面可改善磁性纳米氧化铁颗粒的团聚性，增加其稳定性，另一方面将来可用于肿瘤热疗及基因治疗。
目的：制备将来可用于肿瘤热疗及基因治疗的磁性壳聚糖微球，评价其生物相容性。
方法：采用改良的化学沉淀法制备磁性氧化铁纳米颗粒。采用超声乳化法将壳聚糖加入到磁性氧化铁纳米颗粒中制备磁性壳聚糖微球，进行以下实验：①MTT实验检测磁性壳聚糖微球浸提液的细胞毒性：分别以1640培养液、聚丙烯酰胺单体溶液、100%，75%，50%，25%的磁性壳聚糖微球浸提液培养L-929细胞。②溶血实验：在兔抗凝血中分别加入磁性壳聚糖微球浸提液、生理盐水及蒸馏水。③微核实验：在昆明小鼠腹腔分别注射含氧化铁磁流体5，3.75，2.5，1.25 g/kg的磁性壳聚糖微球混悬液、环磷酰胺及生理盐水。
结果与结论：磁性壳聚糖微球粒径200-300 nm，分散效果有所提高。不同浓度的磁性壳聚糖微球浸提液对L-929细胞毒性为1级，属对细胞无毒性范畴。磁性壳聚糖微球浸提液的溶血率为0.69%，小于5%，符合医用材料的溶血实验要求。磁性壳聚糖微球混悬液未导致细胞DNA断裂和非整倍体化，未导致微核产生的遗传毒理作用，材料无致畸或致突变作用，因此磁性壳聚糖微球具有良好的生物相容性。 -
渗透性扩张器动物体内应用的安全性研究
背景：渗透性扩张器是内含甲基丙烯酸甲脂和N-乙烯基吡咯烷酮吸水性凝胶的自膨胀扩张器，植入机体后可通过吸附体液而缓慢膨胀。
目的：通过大鼠皮下包埋实验，探讨渗透性扩张器在动物体内的近远期变化规律及组织相容性。
方法：设计Wistar大鼠自身对照实验，将渗透性扩张器(样品)和高密度聚乙烯(对照品)分别植入大鼠皮下，观察术后创面愈合情况，渗透性扩张器植入不同时间的扩张情况及其在大鼠体内的炎症反应。
结果与结论：所有大鼠术后创面均Ⅰ级甲等愈合；渗透性扩张器植入大鼠体内第1周膨胀速度快，4周时可膨胀至原始体积的9倍，4周后膨胀速度逐渐减慢，至12周体积约为原始体积的10倍，而后维持此体积不变；病理切片显示，渗透性扩张器植入后的炎症反应与高密度聚乙烯组比较差异无显著性意义(P>0.05)，说明渗透性扩张器具有缓慢持久的吸水膨胀能力及良好的组织相容性。 -
新型生物全降解药物支架置入小型猪冠状动脉的安全性
背景：目前冠状动脉支架的主要研究方向是高生物相容性的全降解生物材料及药物控释体系。
目的：评价2种新型生物全降解药物支架置入小型猪冠状动脉后的安全性。
方法：普通生物全降解支架为在聚左旋乳酸本体中融入抗增殖药物紫杉醇，新型生物全降解支架为在聚左旋乳酸及紫杉醇的基础上融入一种新型纳米材料无定形磷酸钙。①将普通生物全降解支架和新型生物全降解支架各5枚在冠状动脉造影下分别随机置入小型猪的冠状动脉，每种支架5头。于置入前和置入后28 d行血生化及C-反应蛋白水平检测；术后28 d冠状动脉造影观察支架置入段管腔通畅情况。②在微创显微镜辅助下于兔右髂外动脉分别置入普通生物全降解支架和新型生物全降解支架管状半成品(材料成分与上述支架一致)，每种支架7只，在术前和术后28 d检测血尿素氮及肌酐水平。
结果与结论：置入后28 d两组猪谷丙转氨酶、谷草转氨酶、三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白及C-反应蛋白水平与置入前相比均无明显变化，但尿素氮、肌酐水平均明显高于置入前(P<0.05)；两组支架置入段血管均血流通畅、无血栓迹象和狭窄形成。支架置入前后两组兔肌酐和尿素氮水平无明显变化。表明新型生物全降解药物支架置入健康小型猪冠状动脉后是相对安全的，并且支架具有良好的组织相容性。 -
羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架的生物相容性
背景：纯钛作为安全的生物种植体材料已被用于制作俄罗斯钛人工角膜，但其临床使用中仍存在人工角膜移位、漏水、角膜组织融解或人工角膜排出等并发症。
目的：观察经羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架在碱烧伤兔角膜内的生物相容性。
方法：将30只右眼角膜碱烧伤新西兰白兔随机分为3组，实验组于角膜基质层内植入经羟基磷灰石表面修饰的人工角膜钛支架，对照组于角膜基质层内植入人工角膜钛支架，空白对照组仅作角膜板层切口。
结果与结论：所有支架在观察期内稳定存留，无角膜坏死融解及支架脱出发生。术后2，8周，实验组与对照组炎症细胞浸润数量明显高于空白对照组(P<0.05)，16周后各组间炎症细胞浸润数量差异无显著性意义。术后2，8，16周，实验组角膜成纤维细胞数高于对照组和空白对照组(P<0.05)。实验组支架表面有密集的角膜细胞及细胞外基质紧密抓附，支架与角膜组织愈合良好；对照组支架表面仅见少量角膜组织简单包裹，支架与角膜组织未真正愈合。表明羟基磷灰石表面修饰的人工角膜钛支架可在碱烧伤兔角膜组织中稳定存留，生物相容性较单纯钛支架提高。 -
贻贝粘蛋白创面修复敷料体外细胞毒性的检测方法
背景：在贻贝粘蛋白创面修复敷料的体外细胞毒性检测中，由于蛋白分子表面带正电荷，1∶9的浸提比会使细胞聚团而导致测定产生误差，影响测定结果。
目的：在已有标准的基础上，根据贻贝粘蛋白特殊的性质及使用状态，改进贻贝粘蛋白创面修复敷料的浸提比例或前处理方法。
方法：①浸提液法：将贻贝粘蛋白创面修复敷料与细胞培养液分别以1∶9、1∶131浸提比例制备浸提液，分别以贻贝粘蛋白创面修复敷料浸提液、天然乳胶浸提液、高密度聚乙烯浸提液及细胞培养液培养L929小鼠成纤维细胞。②直接接触法：分别以蒸馏水、贻贝粘蛋白创面修复敷料溶液、二甲基亚砜及细胞培养液培养L929小鼠成纤维细胞。
结果与结论：采用浸提比1∶9测定样品体外细胞毒性时，细胞产生聚团作用，不适用于样品毒性的检测；调整浸提比为1∶131后，絮凝作用和细胞聚团现象明显降低，提高了检测结果的可信度，显示样品无细胞毒性。直接接触法显示样品无细胞毒性。采用经调整过的浸提液法或直接接触法均可适用于贻贝粘蛋白创面修复敷料体外细胞毒性的检测。 -
D，L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性和细胞相容性
背景：课题组前期实验研制了输卵管避孕器材料D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物，依据国内《生物材料和医疗器材生物学评价技术要求》规定，植入体内的组织工程材料必须进行生物安全评价和细胞相容性实验。
目的：观察D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性。
方法：①内毒素实验：在鲎试剂中分别加入聚合物浸提液、内毒素工作标准品溶液和细菌内毒素检查用水。②致敏实验：在昆明小鼠肩胛骨内侧分别注射聚合物浸提液+弗氏完全佐剂+生理盐水、弗氏完全佐剂+生理盐水，通过皮内诱导、局部诱导和激发阶段，观察动物激发部位皮肤红斑和水肿反应程度。③急性毒性实验：分别在昆明小鼠腹腔注射100%，50%，25%聚合物浸提液及生理盐水。④细胞增殖MTT实验：直接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物膜、聚乳酸与玻璃片上；间接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物浸提液、丙烯酰胺溶液及1640培养液。
结果与结论：D, L-聚乳酸基形状记忆聚合物材料无细菌污染状况，符合生物安全标准，无致敏性及毒性，并且具有较好的细胞相容性。 -
镍钛合金人工食管替代食管后的组织反应与损伤
背景：前期实验证实镍钛合金人工食管是一种可用于替代被切除食管段，重建食管通道的食管人工代用品。
目的：观察镍钛合金人工食管替代食管术后的组织反应及对邻近组织器官的损伤。
方法：切除8只小型香猪一段70 mm 胸段食管，将镍钛合金人工食管两端分别套入远近端正常食管腔内约10 mm，在食管与镍钛合金人工食管涤沦连接环作全层连续缝合吻合连接。术后第7天开始应用饮食调控方法调控脱管时间。分别在术后1，2，3，4个月各处死2只带管实验猪进行解剖，观察植入镍钛合金人工食管在新生食管形成过程中的组织反应和对紧密接触邻近组织器官的损伤。
结果与结论：各时间段植入镍钛合金人工食管原位停留支撑，未见胸内出血、气胸、脓胸、食管穿孔、吻合口瘘等术后邻近组织器官损伤并发症。实验动物带管进食半固体食物无进食困难(Bown'SⅡ级)。解剖所见：壁层胸膜与肺轻度膜状粘连，胸腔内无胸液，新生食管完全包裹人工食管，新生食管与邻近肺、主动脉器官组织轻度膜状粘连，未对邻近肺、主动脉及食管黏膜造成严重损伤，植入周期食管黏膜由食管残端向新生食管中间部再生延伸直到完全覆盖整条新生食管。新生食管组织学所见：镍钛合金人工食管替代食管植入周期的组织反应表现为无菌性炎症反应和异物反应，以术后1个月组织反应为严重，随后逐渐减轻。 -
可降解金属Mg-Nd-Zn-Zr镁合金的降解行为
背景：添加合金元素是改变镁合金微观结构和控制镁合金降解行为的有效方法。
目的：探讨Mg-Nd-Zn-Zr镁合金体内外的降解行为。
方法：①体外静态浸泡实验：在(37.0±0.5)℃条件下，将 Mg-Nd-Zn-Zr 镁合金和纯镁各6个样品分别浸入250 mL模拟体液中，浸泡过程中不搅拌振荡。静态浸泡第3，7，30天后从模拟体液中取出试样，扫描电镜及能谱分析分析Mg-Nd-Zn-Zr镁合金在模拟体液中的降解行为。②体内植入实验：在成年新西兰兔左侧股骨钻孔，实验组植入Mg-Nd-Zn-Zr镁合金，对照组植入钛合金，空白对照组不植入任何内植物。植入后1，2，4，8周，通过X射线观察内植物的位置及降解行为；植入后4，8周，通过扫描电镜观察Mg-Nd-Zn-Zr镁合金表面腐蚀产物，通过元素能谱分析腐蚀产物的成分，并计算材料降解速率。
结果与结论：①M g-Nd-Zn-Zr镁合金浸泡于模拟体液中不同时间点的降解速率均低于纯镁组；浸泡30 d后，沉积于Mg-Nd-Zn-Zr镁合金表面的腐蚀产物主要是氧、碳、钠、镁、钙、磷和氯，去除腐蚀产物后Mg-Nd-Zn-Zr镁合金和纯镁表面均有腐蚀坑，但Mg-Nd-Zn-Zr镁合金表面腐蚀坑体积更小，分布更均匀，表明Mg-Nd-Zn-Zr镁合金和纯镁存在不同的腐蚀形式。②M g-Nd-Zn-Zr 镁合金植入动物体内后随时间延长逐渐降解，材料表面腐蚀产物及成分类似于体外浸泡实验。 -
可塑形脱矿骨基质/透明质酸骨泥的制备与细胞相容性
背景：应用预制成形的材料修复不规则骨缺损时，常出现材料与骨缺损形状不匹配的问题，制备可任意塑形骨泥对促进不规则骨缺损的愈合具有重要意义。
目的：构建可塑形脱钙骨基质/透明质酸骨泥，筛选佳复合比例并评价其细胞相容性。
方法：选取合格供体皮质骨制备脱钙骨基质。分别配置浓度为0.75%，1.5%，3%，4.5%的透明质酸溶液并检测其黏度，以450 mg脱钙骨基质与上述各浓度透明质酸溶液1 mL混合，制备不同比例的脱钙骨基质/透明质酸骨泥。37℃条件下将骨泥浸泡在PBS平衡液中，观察其离散时间，筛选佳复合比例的脱钙骨基质/透明质酸骨泥。应用脱钙骨基质/透明质酸骨泥浸提液培养L-929小鼠成纤维细胞，1，4，7 d采用CCK-8法检测骨泥的细胞毒性。
结果与结论：随透明质酸浓度的增加其溶液黏度增大，脱钙骨基质/透明质酸骨泥的离散时间延长，3%浓度的透明质酸与450 mg脱钙骨基质复合制备的骨泥具有良好可塑形能力，离散时间为8 h，为佳复合比例。脱钙骨基质/透明质酸骨泥浸提液培养L-929小鼠成纤维细胞1，4，7 d的细胞增殖率分别为93.72%，101.65%，97.68%，细胞毒性级别为0或1级。表明脱钙骨基质/透明质酸复合质量比为15∶1制备的骨泥具有良好的可塑形能力及抗离散能力，细胞毒性轻微。 -
聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜与人骨髓间充质干细胞的体外生物相容性
背景：聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物是近年来受到重视的聚羟基脂肪酸族组织工程支架材料，具有免疫排斥反应低、生物相容性好和降解产物无毒副作用的优点。
目的：观察聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料与人骨髓间充质干细胞的体外生物相容性。
方法：将第3代人骨髓间充质干细胞种植于聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜上作为实验组，培养板单纯培养细胞作为对照组，计算1，2，4 h两组贴壁细胞的数量，得出细胞贴壁率。MTT比色法观察2，4，6，8 d两组细胞的增殖情况。采用Hoechst33258荧光法，检测3，6，9，12 d两组细胞内的DNA含量。将人骨髓间充质干细胞接种聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料上5d后，电镜扫描观察细胞在材料上的生长情况。
结果与结论：共培养1h时，实验组的细胞贴壁率低于对照组；其他时间段两组之间细胞贴壁率差异无显著意义。两组各时点间的细胞增殖差异无显著意义。两组各时间点细胞内DNA含量差异无显著意义。扫描电镜观察人骨髓间充质干细胞在聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜上生长良好，形态呈梭形，细胞间连接紧密，分泌较多细胞基质。证明聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物膜材料与人骨髓间充质干细胞有良好的生物相容性。 -
新型壳聚糖-胶原支架与牙周膜细胞的生物相容性
背景：目前胶原作为牙周组织工程支架材料仍具有机械强度差、降解速度快等缺点，将其与壳聚糖复合可改善上述问题。
目的：评估新型壳聚糖-胶原支架材料的体外生物相容性。
方法：通过 MTT 法评估100%，75%，50%，25%壳聚糖-胶原支架材料浸提液对人牙周膜细胞的毒性。选择第4-6代生长状态良好的人牙周膜细胞与壳聚糖-胶原支架共培养，观察细胞在支架上的生长情况，并检测与壳聚糖-胶原支架复合培养前后人牙周膜细胞碱性磷酸酶活性的变化。
结果与结论：新型壳聚糖-胶原支架具有双层结构，一侧表面致密，一侧表面疏松多孔。MTT 法检测不同浓度材料浸提液毒性评级为0或1级。扫描电子显微镜及组织学观察可见细胞在壳聚糖-胶原支架上增殖良好，且致密层可起屏障膜作用，阻挡细胞进入支架内部；复合培养24 h后，人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性与复合培养前无明显差异(P >0.05)，复合培养48，72 h后人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性高于复合培养前(P <0.05)。以上结果提示新型壳聚糖-胶原支架具有良好的生物相容性及屏障功能，可进一步应用于牙周组织工程的研究。 -
人成骨细胞与复合型多孔生物支架降解产物的相容性
背景：以Ⅰ型胶原蛋白改性多孔硫酸钙生物支架在体内的降解过程尚不明确，其降解产物对人成骨细胞的影响国内外也缺少相关研究。
目的：观察人成骨细胞与硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物的生物相容性。
方法：将第2代人成骨细胞分别置于硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液及含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养，培养第1，3，5，7天以MTT法检测两组细胞增殖曲线，联合会推荐法测定细胞碱性磷酸酶活性，考马氏亮蓝微板法测定总蛋白。
结果与结论：在硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物浸提液中培养人成骨细胞的增殖速度略高于在含体积分数10%新生牛血清DMEM培养液中培养的细胞，但差异无显著性意义(P>0.05)。两组碱性磷酸酶活性、总蛋白合成及碱性磷酸酶/总蛋白都随时间递增而增加，两组不同时间点上述指标差异均无显著性意义(P>0.05)。表明硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物支架降解产物既不影响人成骨细胞的增殖生长，也不影响其正常生理功能，具有较好的生物相容性。 -
125I辐照的聚醚醚酮粒子链的生物安全性
背景：研究表明聚醚醚酮很有潜质，能携带具治疗作用的短射程辐射物参与临床治疗。然而，目前国内外尚未有任何有关碘粒子辐照后聚醚醚酮及其复合材料的生物安全性评价。
目的：评价125I密封籽源辐照的聚醚醚酮粒子链的生物安全性。
方法：参考GBT-16886制作聚醚醚酮粒子链浸提液，进行小鼠、兔急性毒性实验、兔热原实验及兔皮内刺激性实验。实验分3组，实验组、材料对照组及阴性对照组分别给予辐照后聚醚醚酮粒子链浸提液、未辐照聚醚醚酮粒子链浸提液和浸提液进行对比观察实验。
结果与结论：①兔及小鼠急性全身毒性实验：聚醚醚酮粒子链辐照后浸提液对全部动物的呼吸、活动、毛发、分泌物、体质量等一般情况以及心肝脾肺肾等重要脏器的病理组织学等均无影响；②热原实验：有3只兔的体温升高大值为0.4℃(<0.6℃)，总和为0.7℃(<1.3℃)；③皮内注射实验：兔红斑和水肿反应评分均为0；④结果说明：聚醚醚酮粒子链辐照后浸提液无急性全身毒性、无热原反应，无皮内注射刺激性反应，说明经125I粒子辐照后的聚醚醚酮粒子链生物安全性良好。 -
高分子义眼材料表面的粗糙度及硬度
背景：高分子义眼材料的物理性能，如密度、硬度、机械强度等都影响义眼的加工精度，影响义眼表面的粗糙度，终影响义眼戴用的舒适度。
目的：比较不同高分子义眼材料气泡生成率、硬度及表面粗糙度的差别。
方法：将7种品牌的高分子义眼材料分别制作为30 mm×30 mm×2 mm的试件，分别为A、B、C、D、E、F、G 7组，每组5个。按照由粗到细的原则，分别对每一试件其中一个面进行抛光，并测量两个面的表面粗糙度值，抛光面硬度值，计算材料内部气泡生成率。
结果与结论：A-G 组的粗糙度值分别为(0.078±0.016)，(0.074±0.019)，(0.075±0.022)，(0.066±0.020)，(0.075±0.017)，(0.068±0.015)，(0.067±0.017)μm ，各组间比较差异无显著性意义；硬度值分别为766.92±3.71，771.84±14.51，791.20±9.64，804.50±4.49，779.00±17.92，772.20±19.18，704.00±7.23， D组和G组与其余各组间比较差异有显著性意义(P <0.05)，D组和G组之间比较差异有显著性意义(P <0.05)，其余各组间比较差异无显著性意义；气泡生成率分别为(8.87±0.29)%，(8.29±1.02)%，(6.94±0.43)%，(4.83±0.20)%，(7.59±0.19)%，(8.61±0.25)%，(4.89±0.17)%，D组和G组与其余各组间比较差异有显著性意义(P <0.05)，D组和G组间比较差异无显著性意义，其余各组间比较差异无显著性意义。在一定程度上说明气泡生成率越小，硬度越大，表面粗糙度越小。 -
硅烷偶联剂对纯钛表面改性及细胞相容性的影响
背景：目前国内将硅烷偶联用于金属表面预处理的报道较少。
目的：对NaOH碱处理的钛片行硅烷化改性，观察硅烷膜的表面形貌与结构特征及细胞相容性。
方法：对制得的纯钛试件行NaOH碱处理，然后分别以8%，15%，33%浓度的KH-550硅烷偶联剂进行改性处理，以纯钛片和碱处理的钛片为对照组，采用扫描电镜观察改性处理钛片表面微观形貌，采用能谱仪分析改性处理钛片表面的成分。将纯钛片、碱处理的钛片及不同浓度 KH-550硅烷偶联剂改性处理的钛片分别与犬骨髓间充质干细胞共培养，观察材料表面细胞的形态及黏附。
结果与结论：硅烷膜由许多呈脑浆状的小片构成，排列紧密，主要由C、N、O、Si等元素组成。当硅烷溶液浓度为8%时，钛表面难以形成较完整的硅烷膜；当硅烷溶液浓度为15%时，钛表面形成的硅烷膜表面较8%浓度组钛表面相对较完整，但可仍见有较多裂纹，难以形成致密的硅烷膜；当硅烷溶液浓度为33%时，纯钛表面能形成致密的硅烷膜。犬骨髓间充质干细胞在33%浓度硅烷膜处理后钛基体上的黏附情况明显优于纯钛、碱处理钛片及8%，15%浓度硅烷膜处理后的钛片。说明33%硅烷化改性纯钛表面硅烷膜较完整，并且具有良好的生物相容性，可促进骨髓间质干细胞在活性层表面的黏附。
