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小肠黏膜下层包绕丝素纤维复合韧带的生物力学测定
背景:基于仿生化思想,综合丝素蛋白纤维和小肠黏膜下层的优点,利用小肠黏膜下层分层包绕丝素蛋白纤维,拟构建良好生物活性和力学性能的复合韧带.目的:检测小肠黏膜下层包绕丝素纤维复合韧带的生物力学特性.设计、时间及地点:对比观察实验,于2008-03/06在华中科技大学附属协和医院骨科实验室完成.材料:小肠取自封闭饲养的经过榆疫的健康猪;蚕丝由湖北省德中茧丝有限公司惠赠.方法:用裹有纱布的刀柄去除小肠的浆膜层和肌层,制备符合要求的小肠黏膜下层.分层包绕脱胶后的蚕丝丝素纤维.直径分别为4,5,6,7,8,9 mm,长度为15cm.将复合韧带置于AGS-H多功能材料实验机的夹具中,固定后以10 mm/min的速度行拉断试验.主要观察指标:检测复合韧带的大载荷,刚度和大拉伸长度力学指标.结果:力学性能检测结果:复合韧带(以直径为7 mm为例)的大载荷,刚度和大拉伸长度分别达到(2 258±241)N,(309±16)N/mm和(43.0±1.5)%;而正常前交叉韧带的大载荷,刚度和大拉伸长度分别为2 195 N,306 N/mm和33%.复合韧带和正常前交叉韧带的力学性质差异无显著性意义(P0.05).结论:复合韧带力学性能优秀,满足韧带组织工程支架材料力学要求.
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丝素纤维人工韧带材料表面改性及其体外矿化性能
人工韧带移植是临床治疗韧带断裂及缺损性疾病的有效手段,然而现有人工韧带尚存在不能降解及骨愈合不良的问题.该文设计并编织了一种丝素纤维人工韧带材料,并采用多巴胺溶液对材料表面进行涂层改性.对该人工韧带材料的力学性能、体外矿化性能及细胞相容性进行了一系列表征.结果表明,编织法可以快速成型人工韧带材料,通过调节编织角可调控人工韧带材料不同部位的结构.多巴胺涂层可显著提高丝素纤维人工韧带材料的体外矿化性能.矿化层Ca∶P元素比约为1.57,结构为无定形.细胞试验结果表明,多巴胺涂层人工韧带材料细胞相容性良好.
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低温等离子体对丝素纤维人工血管材料蛋白吸附性能的影响
丝素纤维是一种天然蛋白质纤维, 具有良好的生物相容性, 在生物医用材料领域具有广阔的应用前景.该文分别采用氦气和氧气低温等离子体处理丝素纤维人工血管材料, 探究不同等离子体对材料表面形貌、 亲水性、 力学性能及蛋白吸附性能的影响.结果表明, 两种等离子体均可对丝素纤维表面产生刻蚀作用, 且氧气等离子体的刻蚀作用较强.然而, 氦气等离子体对改善材料表面亲水性效果较优.拉伸断裂强度结果显示, 氧气等离子体对丝素纤维人工血管材料的力学性能损伤较大.蛋白吸附试验结果显示, 两种等离子体均能降低血浆蛋白在材料表面的吸附, 且氦气等离子体处理的效果更为显著.本研究结果表明, 采用氦气等离子体处理丝素纤维人工血管材料, 可能更有助于减少血细胞在材料表面的粘附, 从而降低形成血栓的风险, 且对材料力学性能影响不大.
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丝素纤维表面改性提高细胞粘附性能
丝素纤维因其良好的力学性能和生物相容性，在生物材料方面应用广泛，如医用缝合线、血管支架等。丝素纤维材料作为血管移植物进入人体后，细胞粘附往往不能达到预期，从而引起血栓，造成失效。该文综述了影响生物材料表面细胞粘附性的因素、提高丝素纤维材料表面细胞粘附性的改性方法以及细胞在生物材料表面粘附性能的评价方法。期望为进一步拓展丝素纤维在生物材料领域的应用提供参考。
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丝素纤维/磷酸钙骨水泥复合材料修复兔桡骨骨缺损的实验研究
目的 探讨丝素纤维(SF)/磷酸钙骨水泥(CPC)新型复合材料修复兔桡骨骨缺损的效果.方法 选取4个月龄新西兰大耳白兔48只制作兔双侧桡骨骨缺损模型,根据植入材料不同分为4组(n=12)∶SF/CPC组(植入SF/CPC新型复合材料)、SF/CPC颗粒骨组(植入SF/CPC新型复合材料和微小颗粒骨)、颗粒骨组(单纯植入微小颗粒骨)和空白对照组(不植入任何材料).术后给予相同饲养环境,并于术后4、8周时取出标本进行大体观察、X线检查、组织切片及扫描电镜观察,以及生物力学检测. 结果 术后X线片示空白对照组骨缺损未修复,骨缺损断端硬化,而其他3组骨缺损均不同程度修复.根据影像学检查、组织学及扫描电镜,观察显示:术后4周SF/CPC组骨小梁形成较SF/CPC颗粒骨组和颗粒骨组均细小,术后8周3组骨小梁形成均粗大、成熟.术后4周生物力学检测显示SF/CPC组大弯曲载荷分别与SF/CPC颗粒骨组和颗粒骨组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),而术后8周3组间两两比较差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 SF/CPC新型复合材料有良好的生物相容性及骨诱导性,其力学强度与富含微小颗粒骨的复合材料相似,具备一定的骨缺损修复能力.
