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掺锶羟基磷灰石的材料学特性及其生物学评价
可注射性磷酸钙材料是目前临床骨科解决骨组织缺损和破坏的潜在理想替代物.但其材料学特性及生物学评价仍有待于提高.因此材料学界和骨科学界对磷酸钙骨水泥进行了各种改性研究,其中锶的加入明显改善了骨水泥的各项性能.文章详细研究了掺锶磷酸钙骨水泥的抗压强度、降解性、固化时间、溶解性、注射性和抗水溶性、分析了掺锶磷酸钙骨水泥的临床应用.展望了掺锶磷酸钙骨水泥作为骨组织修复领域中人工骨替代材料的应用前景.
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玻璃离子水门汀加入Sr-HA后机械性能的实验研究
目的:生物活性陶瓷材料是一种功能比较特殊的生物医用材料,一种新型的磷灰石类的陶瓷材料,即掺锶羟基磷灰石.本课题旨在研制成一种能达到牙齿仿生学要求的并应用于临床的牙科修复性的掺锶羟基磷灰石(Sr-HA)复合生物活性材料.方法:将不同质量比例的掺锶羟基磷灰石(Sr-HA)与玻璃离子水门汀(GIC)充分混合后,检测复合生物材料的力学性能.选用Sr-HA(锶含量为5％)为本实验的改性材料,通过向等质量的玻璃离子水门汀(GIC)中添加不同质量比例(5％,10％,15％,20％)的掺锶羟基磷灰石(Sr-HA)后,常规固化,测定改性后生物材料的抗压强度,弯曲强度及扫描电镜后观察了生物材料的断端形态,与玻璃离子水门汀组形成对照.结果:新型复合生物材料的机械性能均有不同程度的提高,当添加质量比例分别为15％,10％时,其抗压强度,弯曲强度,达到峰值,各组数值均高于玻璃离子水门汀组.结论:这些数值为玻璃离子水门汀(GIC)的改性和对其深入的研究奠定了基础,使玻璃离子水门汀即保持了在生物相容性、黏结性、牙髓刺激小、防龋方面的优势,又能在提高机械性能的前提下扩大其应用范围.
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骨形态发生蛋白-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料修复颅骨缺损
目的 制备骨形态发生蛋白-2( BMP-2)/胶原/掺锶羟基磷灰石材料并探讨其修复大鼠颅骨缺损的可行性和有效性.方法 扫描电镜观察Ⅰ型胶原制备单纯胶原、胶原/羟基磷灰石、胶原/掺锶羟基磷灰石、BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石4组骨修复材料表面结构.用BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料浸提液进行细胞毒性试验和体外溶血试验评价其生物相容性.在大鼠头颅制备颅骨极限骨缺损模型,分别植入4种骨修复材料.术后12周CT扫描观察骨缺损修复影像学.苏木素-伊红(HE)和Masson染色观察骨缺损组织学变化,并在骨缺损及其周围新生骨部位行骨桥蛋白( OPN)和β-连环蛋白(β-catenin)免疫组织化学染色.结果 在扫描电镜下观察发现单纯的胶原材料为交织样物质结构,胶原/羟基磷灰石材料为交织晶体板状结构胶原/掺锶羟基磷灰石和BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料晶体结构为单晶体交织状.BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料浸提液对细胞相对增殖率(RGR)无显著影响(P＞0.05),材料的细胞毒性为1级.骨缺损CT扫描平均CT值分别为(98.5±10.2)、(208.4±19.5)、(418.4±27.1)、(476.8±30.5)hu,BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料缺损部位CT值高.HE和Masson染色见BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石组骨质愈合完全,原骨缺损处多为红色成熟骨.胶原/掺锶羟基磷灰石组植入区内蓝色的新生骨较多.胶原/羟基磷灰石材料组,植入区在植入材料边缘新生骨形成,界限仍然清晰.单纯胶原组骨质未愈合,骨缺损处为淡蓝色条索状结构,中间未见骨形成.对比其他3组,BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石组存在大量棕色的OPN和β-catenin染色阳性新生骨组织,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石材料促进骨修复能力强于单纯胶原、胶原/羟基磷灰石、胶原/掺锶羟基磷灰石材料.
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多孔掺锶羟基磷灰石陶瓷制备及其生物学性能研究
羟基磷灰石掺锶具有优化材料生物学及理化性能的作用,而由掺锶导致材料组织学反应的机理有待开展进一步的研究.将微波等离子方法制备的4种不同锶含量的掺锶羟基磷灰石(Sr-HA)陶瓷植入实验狗肌肉中,观察其肌肉内组织学反应,样品中掺锶量分别为0、1、5、7 mol％.植入周期分别为4、8和12周.在12周时,组织学观察结果显示,在掺锶5 mol％以下时,刺激反应轻度,而且掺锶5 mol％的植入样品周围有较多的骨组织存在,掺锶量7 mol％的羟基磷灰石陶瓷对肌组织有害,减少了诱导成骨的量.锶含量为5％时,组织反应轻度而且诱导生成的新骨组织生长良好,可考虑应用于临床.
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大鼠骨髓间充质干细胞和成骨细胞在钛表面掺锶羟基磷灰石涂层上的成骨研究
目的:本研究旨在比较体外三种类型钛表面对促进成骨的作用:掺锶羟基磷灰石(Sr-HA)涂层表面,纳米HA涂层表面以及无涂层的粗糙表面.材料和方法:通过电化学沉积方法将Sr-HA和HA沉积于粗糙的钛表面上.在Sr-HA涂层、HA涂层和无涂层的粗糙钛表面上进行MC3T3-E1前成骨细胞和小鼠骨髓间充质干细胞培养,在不同时间点测定细胞的黏附、增殖、存活、分化和矿化结节形成.结果:对比于无涂层的粗糙钛表面和纳米HA涂层表面,通过简单的电化学沉积处理,Sr-HA涂层明显提高了小鼠骨髓间充质干细胞和MC3T3-E1细胞黏附、铺展,碱性磷酸酶活性和细胞外基质钙矿化.结论:这项研究表明,通过电化学沉积产生的掺锶纳米羟基磷灰石涂层Sr HA提高了微粗糙钛表面的骨传导性.
