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甲壳素-聚己内酯复合接骨板的实验研究
目的观察生物接骨板植入周围的组织对接骨板的反应.方法实验组用甲壳素-聚己内酯复合材料制成的生物接骨板及螺钉,包埋于28只兔右胫骨中段;在8只兔的对照组中,于相应部位植入金属钢板.实验组动物于术后2、4、6、8、12、24、36周处死,其中24、36周组在处死前行ECT检查;对照组于术后4、8周时分别处死,处死前行ECT检查,观察植入局部反应情况.所有实验动物均行病理切片观察局部组织的反应.结果实验组组织学表现为术后2周有较明显的炎症反应,4周组更明显,此后逐渐减弱,24及36周组炎性细胞未见;各组均可观察到新生骨小梁.对照组炎症反应不明显,未观察到新生骨小梁.ECT显示放射性核素在生物接骨板周围明显浓集,对照组未观察到同样现象.结论生物接骨板在体内可引起较明显的无菌性炎症反应,但随着时间的延长,炎症反应逐渐减弱,在36周时基本消失;同时生物接骨板在体内可诱导成骨反应.
关键词： 内固定 甲壳素-聚己内酯接骨板 材料试验 -
三维连通多孔钛表面成骨能力的实验研究
目的:通过体外成骨细胞培养实验,评估单纯连通多孔钛材料和复合类骨磷灰石的连通多孔钛材料表面的成骨能力.方法:先将纯钛粉应用热等静压法制备出单纯连通多孔钛并分成2组(每组50件),将其中一组按1.5倍模拟体液浸泡法制备出复合连通多孔钛.将两组多孔钛制成标准试件(5mm×5mm×4mm)并均置于24孔板内.取新生SD鼠颅骨的成骨细胞进行原代培养及传代,然后将传代后的成骨细胞接种于24孔板内的两组多孔钛试件中并继续培养.在培养期间进行细胞增殖性测定(MTT法,在培养第1、3、5、7、9天测定)以及碱性磷酸酶活性检测(在培养第7、14、21天测定).培养7 d后对2组多孔钛内的成骨细胞进行扫描电镜观察.结果:2组的MTT'吸光值和ALP值均随着时间的延长而增加,但复合多孔钛组在MTI'吸光值的增加幅度和速度以及ALP活性均优于单纯多孔钛组(P＜0.05).培养7 d后扫描电镜显示复合连通多孔钛试件内成骨细胞生长活跃,黏附牢靠.结论:三维连通多孔钛表面具备成骨活性,在多孔钛内壁复合类骨磷灰石后,这种成骨活性明显增强,更有利于成骨细胞在材料表面的黏附和增殖.
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生物型髋关节假体涂层脱落的临床分期和预防
目的:对于生物型髋关节长期的生物学效应是未知的.探讨生物型髋关节假体涂层脱落的原因和提出相应的预防和治疗措施具有重要临床意义.方法:自2002年10月至2009年2月,对5例生物型髋关节假体涂层脱落进行分析,采用全髋关节翻修术治疗.男3例,女2例;年龄55～68岁.术中取出假体进行分析,探讨涂层脱落发生的原因.对照组为翻修术取下的正常假体(10例).使用组织形态学观察断面的表面形态和微结构,并用电子数显外径千分尺测量碎片厚度,维式硬度计测量涂层的维式硬度(HV),以及Push-out试验测量界面抗剪切强度.对髋关节功能进行Harris评分.结果:对照组和试验组组织形态学观察有区别.2例HA涂层脱落患者涂层厚度分别为112、138μm;维氏硬度分别为5 843、4 524 Hv;抗剪切强度分别为12.4、11.6 MPa.3例钛珠涂层脱落患者术后Harris评分分别为82、88及87分.结论:多种原因可同时导致假体涂层脱落,但临床上碰到的涂层脱落的病例多与假体质量有关,现有各种方法可以明显提高涂层与假体之间的结合强度,从而预防涂层的早期脱落.
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人工气管组分材料的毒理学评价
目的 对人工气管的相关组分材料进行毒理学评价实验.方法 本实验按照国际国内既定标准,对纳米碳纤维、胶原蛋白-纳米羟基磷灰石等组分材料进行体外毒理学实验研究,包括细胞毒性实验、遗传毒性实验、急性毒性实验.结果 本实验涉及的生物材料以及混合材料没有发现细胞毒性及遗传毒性作用.各组材料浸渍液与L-929细胞共培养7 d,细胞相对增殖率均>100%(纳米碳纤维:136.21%;胶原蛋白.纳米羟基磷灰石:135.10%;混合材料:112.05%),毒性分级均为0级.动物实验亦未见明显的全身毒性作用,均符合毒理学评价实验的安全标准.结论 利用纳米碳纤维、胶原蛋白-纳米羟基磷灰石设计制作的人工气管符合生物相容性毒理学评价实验的安全标准.
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多孔复合材料PHBV-SGBG的体外细胞相容性和体内成骨性
目的 研究新型复合材料3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物-溶胶-凝胶生物活性玻璃(PHBV-SGBG)对骨髓基质细胞的细胞相容性,并建立动物骨缺损模型,探讨PHBV-SGBG的体内成骨效能.方法 采用MTT法和直接接触法检测复合材料PHBV-SGBG的细胞相容性.制备犬胫骨骨缺损模型,实验组在骨缺损区植入PHBV-SGBG材料,对照组不作处理,分别于术后2、4、8、12周取材,扫描电镜和X线能谱分析观察该材料的体内成骨效能.结果 复合材料PHBV-SGBG的细胞毒性分级在0～1之间,骨髓基质细胞可紧密附着于材料表面,黏附、生长、增殖,并有突起向材料的连通微孔内伸展.实验组术后2周已有明显新骨生成,术后4周时Ca/P元素比值(1.086±0.034),对照组为(0.793±0.053),术后12周时骨缺损区充填新生的成熟骨组织,扫描电镜和能谱分析显示实验组Ca峰值逐渐升高:12周时Ca/P元素比值(1.603±0.067),优于对照组(11456±0.036)(P<0.05).结论 复合材料PHBV-SGBG无细胞毒性,具有很好的骨传导性和骨再生能力,有望成为新型的骨组织工程材料.
关键词： 骨代用品 材料试验 骨缺损 生物活性玻璃 聚羟基丁酸-羟基戊酸共聚酯 -
三相蚕丝组织工程韧带构建及其生物相容性的研究
目的评价三相蚕丝组织工程韧带的理化性质及生物相容性。方法编织蚕丝网状支架，提取丝素蛋白，利用硫酸软骨素、透明质酸钠、羟基磷灰石( HA )及丝素蛋白修饰三相支架，测定支架材料形貌及表面元素。支架材料接种骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cell，BMSCs )后利用扫描电镜( SEM )、激光共聚焦显微镜，观察细胞的黏附及增殖情况。结果蚕丝去除丝胶后，表面变光滑，脱丝胶前蚕丝纤维的直径为(9.89±1.98)μm，脱丝胶后大小为(9.14±1.75)μm，表面经脱丝胶处理后蚕丝纤维直径没有显著改变(P＝0.221)。表面元素分析表明 B 区中的 S 和 Na 元素及 C 区中的 Ca 元素比 A 区有显著提高，并且材料的孔径在60～80μm。A、B、C 区的细胞在培养后4 h 与培养后2 h 相比，细胞黏附率分别为：A 区(83.2±3.4)%，B 区(81.8±2.8)%，C 区(71.1±5.4)%，差异有统计学意义(P＝0.0001)，表明细胞培养后4 h 大部分细胞在材料上有较好的黏附。扫描电镜观察，接种后1天，BMSCs 在材料上黏附良好，接种后7天细胞爬满材料表面并可见细胞伪足深入材料内部生长。活/死细胞染色利用激光共聚焦显微镜观察培养的7天比1天的细胞增殖明显，且未见明显死亡，细胞在材料的多个层次可见。结论构建的三相蚕丝组织工程韧带具有良好的生物相容性，利于 BMSCs 的黏附增殖。
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组织工程化纳米羟基磷灰石／聚己内酯人工骨支架修复兔桡骨大段骨缺损的实验研究
目的：用选择性激光烧结（SLS）技术构建纳米羟基磷灰石（Nano-HA）／聚己内酯（PCL）人工骨支架，观察其微观结构，与转基因种子细胞相复合构建出组织工程化 Nano-HA ／PCL 人工骨支架，观察其修复兔桡骨大段骨缺损的效果。方法配置 Nano-HA 质量分数为15％的Nano-HA ／PCL 混合材料粉末，采用 SLS 技术制备出纯 PCL 与 Nano-HA ／PCL 人工骨支架并用电子显微镜（SEM）观察 Nano-HA ／PCL 人工骨支架的微观结构。64只新西兰兔制作骨缺损动物模型后随机分为4组，每组16只。以携带 hBMP-7目的基因的兔骨髓间充质干细胞（MSC）作为本研究的种子细胞。复合材料组骨缺损处植入 Nano-HA ／PCL 人工骨支架＋种子细胞，单纯材料组骨缺损处植入Nano-HA ／PCL 人工骨支架，对照组骨缺损处植入纯 PCL 人工骨支架，空白组骨缺损处不植入任何材料。对4组进行术后大体观察，分别于术后第2、4、8、12周各组中随机选取 4只兔，经 Micro-CT 扫描， Micro-view 软件进行骨缺损植入区域的三维重建，观察骨缺损修复情况。将各组第 12周骨缺损样本石蜡切片用苏木精-伊红染色与 Masson 染色后，普通倒置显微镜下观察。结果电子显微镜下观察Nano-HA ／PCL 人工骨支架的骨架具有相互连通的孔隙结构，同时在 PCL 颗粒表面均匀黏附着 Nano-HA 颗粒粉末。复合材料组术和单纯材料组术后第7天、对照组术后第14天均能用前肢站立；术后第28天，复合材料组右前肢主动活动范围基本正常，单纯材料组右前肢可自主活动但活动受限，对照组右前肢自主活动明显受限，空白组仍不能用前肢站立。术后1～14 d，各组缺损区域均无感染现象，缺损伤口均为甲级愈合。使用 Micro-view 软件对4组 Micro-CT 扫描结果进行三维重建，术后第 12周时观察到空白组骨缺损两端仍没有完全连接。对照组骨断端已完全连接，但骨髓腔未通，单纯材料组骨缺损区域新骨结构完整、连续，缺损几乎完全修复，骨髓腔大部分已通；复合材料组骨缺损区域新骨结构十分完整，骨缺损已经完全修复，骨髓腔已经完全再通。术后 12周的组织学切片，复合材料组材料植入区板层骨生成明显，骨小梁排列规则，新生骨组织中已几乎不存在间隙，单纯材料组材料植入区内仍有部分植入材料残留，材料区部分结构为松散的编织骨所代替，新生骨组织中间仍存在少许间隙，对照组的材料植入区仍存在残留较多的 PCL 材料，纤维结缔组织周围有少量的新骨生成，空白组骨缺损区域缺损仍然较大。结论通过 SLS 技术所构建出的 Nano-HA ／PCL 人工骨支架具有良好的微观结构，联合种子细胞后具有良好生物相容性、生物活性，优良的骨缺损修复能力，降解速率优于纯 PCL 人工骨支架。
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一款国产置入式心室辅助装置动物在体研究
目的 通过实验动物在体研究,评估置入式左心室辅助装置的血液相容性、生物适应性、工作性能及可靠性.方法 在心脏不停跳的情况下,采用左心尖到血泵再到降主动脉的循环旁路,在6只健康绵羊体内置人心室辅助装置,进行在体30天辅助实验.期间定期抽血检验血液学指标,实验结束后取主要脏器做尸检宏观和病理学检查.结果 6例在体研究达到实验预期.血液学指标检查结果均值在正常范围内.尸解后血泵内部、流出道及吻合口无肉眼可见血栓,病理结果提示除了小部分左肺组织有小叶肺炎外,其余主要脏器均无病灶.结论 实验心室辅助装置具有良好的在体血液相容性、生物适应性,工作性能可靠.
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不同分子量配比交联透明质酸钠凝胶皮下注射的动物及临床实验
目的 观察不同分子量透明质酸钠凝胶的生物相容性及体内、外的降解速率,以获取维持注射填充美容效果时间较持久,并终可完全降解的、安全有效且成本较低的注射用美容填充剂.方法 ①在碱性条件下,选择分子量分别为4×105、8×105、10×105、12×105的透明质酸钠与二乙烯基砜交联配制胶体;②筛选健康昆明小鼠,随机分成透明质酸凝胶组(A组)和透明质酸原液组(B组),A、B组再各均分为3小组,每小组背部皮下注射不同分子量透明质酸钠凝胶或透明质酸钠原液,并于注射后7、90、180 d,观察其在动物体内的生物相容性及降解速率,同时将不同分子量的透明质酸钠凝胶在密封低温及空气中分别静置,观察其自然降解速率.③筛选出降解速率稳定胶体,将其在后期召集的志愿者中行面部美容注射,观察注射效果及降解速率.结果 分子量为4×105的透明质酸钠凝胶在90 d时降解完毕,分子量为8×105的透明质酸钠凝胶在180 d时降解完毕,分子量为10×105的透明质酸钠凝胶在180 d时降解至90.0％;原液均可在7d内完全降解吸收;体外密封低温保存12个月,其胶体状态无明显变化,在空气中静置1d胶体完全降解;分子量为10×105的透明质酸钠凝胶动物及临床试验中其注射效果可以保持6个月以上.结论 在物料比相同的情况下,分子量越低的透明质酸钠凝胶降解速率越高,分子量越高的透明质酸钠凝胶降解速率越低,但分子量过大的透明质酸钠凝胶无法形成良好流动性的胶体;故分子量为10×105的透明质酸钠凝胶在临床注射中应为首选.
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Medpor经紫外光照射前后生物相容性的变化
目的 探讨紫外光照射对生物材料Medpor生物相容性的影响.方法 将厚2mm的Medpor切成1 cm×1 cm片状材料模型.日本大耳白兔12只随机分成实验组与对照组,每组6只.无菌条件下每只兔距右耳根3～5 cm处做1.5 cm长的弧行切口,分离并去除约1 cm×1 cm软骨,实验组植入经紫外光照射的Medpor材料模型,对照组直接植入Medpor材料模型;分别于术前3 d和术后1、3、7、14、21、30、60、90 d检测血清总补体(CH50)含量;观察术区局部愈合情况,90 d后处死动物做大体标本观察及组织学观察.结果 实验组与对照组的CH50值变化趋势差异有统计学意义(P<0.05),实验组的变化趋势更平稳;对照组局部炎性反应重,与周围组织结合不够紧密,长人材料内部的纤维及组织成分少且结构紊乱;实验组局部炎性反应与皮瓣缺血坏死情况均较对照组轻,材料与周围组织结合较紧密,大量纤维及组织成分、甚至粗大的血管长入孔隙内,且结构整齐.结论 紫外光照射可以改善Medper的生物相容性,并促进组织修复.
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不同材料及设计的人工晶状体球面像差特性研究
目的 探讨传统人工晶状体(IOL)材料及设计等因素对其球面像差特性的影响.方法 实验室搭建IOL波阵面相差测量光路系统,运用Hartmann-Shack检测仪实施像差测量.将8种不同类型IOL分为2组:不同材料组(SA60AT、AR40e、SI40NB、PC330UV)和不同设计组(821T、PC155、PS53ANB、UV2265N),在3、4、5、6、7 mm通光孔径(模拟瞳孔变化)下对每组内每种IOL分别进行连续像差测量,处理并分析其测量结果.结果 随通光孔径不断扩大,两组IOL球面像差均线性增大,通光孔径大小与IOL球面像差呈正相关关系(r=0.6465,0.7872;P＜0.01);在3～7 mm通光孔径下,8种IOL中分别有8、5、3、2、2种总像差符合Rayleigh判断.随通光孔径增大,符合量递减.不同材料组中,高折射率丙烯酸酯型IOL球面像差大(P＜0.01),低折射率的丙烯酸酯型IOL球面像差小(P＜0.01),硅凝胶型及PMMA型IOL的球面像差介于以上两类IOL之间;不同设计组中,双凸(后＞前)型IOL球面像差大(P＜0.01),凸平型IOL球面像差小(P＜0.01),双凸(前＞后)型IOL及双凸(前=后)型IOL球面像差介于以上两种IOL之间.结论 不同材料和设计以及不同通光孔径下,IOL的像差特性均发生很大变化,这为IOL的不断改进提供了参考依据.诸因素影响IOL像差的确切机制尚待进一步研究.
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壳聚糖编织纤维体内外降解及生物相容性研究
目的了解编织壳聚糖纤维的表征、降解及生物相容性.方法通过扫描电镜及密度、膨胀率、拉伸强度测定分析纤维的特征,黏度分析法测量鸡卵清溶菌酶对其降解作用,大鼠肌肉植入试验了解其体内吸收情况,大鼠骨髓基质干细胞培养了解其细胞毒性.结果纤维编织后直径2 000±63μm,表面光滑,纤维密度1.093±0.270g/cm3,膨胀率2.30±0.21,拉伸强度80.18±1.56MPa.加入溶菌酶2h内特性黏度下降约1/2,以后渐趋稳定.植入肌肉1周后炎症反应明显,随时间延长反应减退直至消失,4周时吸收不明显,12周大部分吸收.细胞生长情况良好,毒性试验阴性.结论壳聚糖编织纤维具有一定强度、良好的生物可降解性及生物相容性,适合构建骨或者软骨组织工程支架.
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改良小儿胸腔镜心脏手术股动静脉插管材料的血液相容性及毒理学研究
目的 通过对改良小儿胸腔镜心脏手术股动静脉插管材料进行血液相容性及毒理学研究,评价其临床应用的可行性.方法 分别进行溶血实验、皮内刺激实验及小鼠全身急性毒性实验,通过测定吸光度值计算溶血率,按照标准制备的材料浸提液注射到兔的皮下和小鼠体内,观察72h兔皮肤病理变化及小鼠的全身反应.结果 改良小儿胸腔镜心脏手术股动静脉插管材料溶血率为1.58%,低于国际标准(5%);实验组兔皮肤无红斑、水肿及坏死;实验组小鼠无死亡、体重下降及明显全身异常反应.结论 所用材料符合医用材料的要求,可用于临床.
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新型相变材料运血箱对血液保存质量影响的研究
目的 分析评价以十四烷作为相变材料的新型恒温运血箱对血液保存质量的影响.方法 采用血液冷藏冰箱作为对照,将红细胞放置于血液冷藏冰箱和相变材料运血箱中,在外界环境温度为-20℃的条件下,分别于0、24、48和60 h取样检测血红蛋白含量变化.在外界环境温度为35℃的条件下进行实验验证,分别于0、24、48和72 h取样检测红细胞变形性、红细胞悬液中游离血红蛋白含量、血钾含量、血钠含量等指标.结果 根据十四烷的贮热容量及运血箱尺寸,设计模拟在高温(30℃以上)和低温(-20℃)条件下,运血箱内温度维持在1～10℃的时间分别为72和60 h.在验证实验中,当外界环境温度为-20℃时,运血箱内红细胞保存时间达到60 h,血红蛋白含量为136.33 g/L,与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05);当外界环境温度为35℃时,运血箱内红细胞保存时间达到72 h,红细胞悬液中游离血红蛋白含量为0.33 g/L,红细胞变形系数为0.26,血钾、血钠浓度分别为6.38和145.37 mmol/L,均符合国家标准,且与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05).结论 由相变材料制备的新型恒温运血箱在无电力供应、无冰的条件下,于低温和高温条件均对红细胞具有良好的保存效果,适宜血液运输.
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实时动态分析牙科光固化复合树脂固化收缩的新方法
目的:开发一种能够实时监测复合树脂早期动态固化收缩的测量系统,并且研究不同复合树脂之间收缩速率的差异.方法:本测量系统基于激光测距技术,采用激光位移传感器和特制的材料固化腔.固化灯可以在固化腔上方直接照射,与此同时激光位移传感器可以无接触地监测复合树脂侧方(即与光照方向垂直)固化收缩的全过程.利用此实验方法获得了5种复合树脂(AP-X,Charmfill,Charisma,Durafill VS,Herculite Precis)的总线性收缩率,并换算为体积收缩率(线性收缩率×3),采用双因素方差分析与Acuvol法及密度法的结果进行了对比.此外,还获得了5种复合树脂固化收缩速率峰值,以及达到峰值的时间.结果:3种方法的测量结果之间差异有统计学意义(P＜0.001):Acuvol法＞激光法＞密度法.5种复合树脂体积收缩率之间差异有统计学意义(P ＜0.001).每种测量方法内测得5种树脂体积收缩率顺序趋势一致:DurafillVS＜ AP-X＜ Herculite Precis＜ Charisma＜ Charmfill.激光法测得5种树脂的体积收缩率在2.06％～ 3.37％之间,固化收缩速率峰值在4.39 ～ 29.25 μm/s之间,达到峰值的时间在0.77～1.59 s之间.5种复合树脂之间固化收缩速率峰值(p＜0.01)以及达到峰值的时间(P＜0.01)差异有统计学意义.结论:本方法是一种非接触性的无延迟实时动态测量方法,不仅可以测得体积收缩率,还可以测得固化收缩速率峰值和达到峰值的时间,此外还具有设备简单、操作方便、测量结果稳定且能够重复的优点,是一种可以推广的测量复合树脂固化收缩的方法.
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温度循环对自酸蚀粘接剂与牙本质粘接耐久性的影响
目的:用温度循环的方法评价老化对一步法和两步法自酸蚀粘接剂与牙本质粘接耐久性的影响.方法:选择人离体磨牙42颗,制备浅层牙本质平面,随机分为6组,分别使用3种自酸蚀粘接剂:两步法粘接剂C1earill SEbond(SE),一步法粘接剂Adper Prompt (AP)和G-bond(GB),用复合树脂形成树脂冠.沿长轴纵向切割成1.0mm×1.0mm的条状,在粘接后24h、温度循环(5℃～55℃)5 000次后测试微拉伸粘接强度及进行硝酸镀银渗漏实验观察界面纳米渗漏情况.粘接强度值采用单因素方差分析进行统计分析,界面渗漏情况在扫描电镜背散射模式下进行观察.结果:3种粘接剂微拉伸粘接强度分别为:SE粘接即刻(40.60±5.76) MPa,温度循环后(45.80 ±2.97) MPa;AP粘接即刻(19.06±1.50) MPa,温度循环后(12.62 ±2.10) MPa;GB粘接即刻(17.75±1.10) MPa,温度循环后(6.24±0.42) MPa.单因素方差分析显示粘接剂种类与温度循环对粘接强度均有显著影响(P＜0.05),二者之间存在交互作用.温度循环后,AP与GB强度显著下降(P＜0.05),SE略有升高.3种粘接剂相比,即刻及温度循环处理后SE粘接强度显著高于AP、GB组(P＜0.05).纳米渗漏结果显示一步法自酸蚀粘接剂界面渗漏比两步法更为显著.结论:温度循环实验可导致自酸蚀粘接剂界面的变化,表现为界面形态与粘接强度的变化.一步法自酸蚀粘接剂耐久性弱于两步法自酸蚀粘接剂.
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滑膜间质干细胞与小肠黏膜下层体外复合成软骨诱导培养的实验研究
目的：探讨小肠黏膜下层（small intestinal submucosa，SIS）作为组织工程支架材料的生物安全性及生物相容性，以及SIS复合滑膜间质干细胞（synovial mesenchymal stem cells，SMSCs）体外成软骨诱导培养的可行性。方法常规方法自新西兰大白兔体内分离、培养SMSCs，物理方法及Abraham方法处理猪SIS，采用热源试验、皮肤致敏试验、全身毒性试验等方面检测SIS作为支架材料的生物安全性；将SMSCs与SIS复合进行体外成软骨诱导培养，观察SMSCs与SIS的组织相容性，及SMSCs在SIS支架上的增生及成软骨分化能力。结果经物理方法及Abraham方法处理后的SIS为表面光滑的浅乳白色半透明基膜，电镜下显示表面纤维组织交错形成疏松的三维网状立体结构，孔隙率约80%，孔径约100~200μm，且具有很好的生物安全性及生物相容性。扫描电镜显示SMSCs在SIS支架上黏附、生长及增殖活性良好，并能长入SIS的孔隙内，并分泌大量的细胞外基质，细胞间通过突起相互连接、或伸出伪足贴附于支架孔壁上；同时SMSCs与SIS复合物在体外具有良好的成软骨诱导分化能力，培养21 d后，免疫组织化学染色显示Ⅱ型胶原表达阳性。结论 SIS作为组织工程支架材料具有良好的生物安全性和生物相容性，对复合培养SMSCs的生长和定向诱导分化能力无抑制作用。
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多孔块体生物活性玻璃在兔体内成骨活性、生物力学性能的初步研究
目的 探讨多孔块体生物活性玻璃植入兔体内后的生物活性、生物相容性、成骨能力以及生物力学性能.方法 制备新西兰大白兔双侧股骨髁骨缺损模型,分别于股骨髁骨缺损部植入多孔块体生物活性玻璃、β-磷酸三钙、固骼生(R)(NOVABONE(R)),按植入材料不同分为多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组.术后摄X线片观察材料置入情况及固定是否牢固、髁部有无骨折.分别于术后4、12和24周取材,通过Micro-CT检测植入材料的新骨生成体积百分比及剩余材料体积百分比;采用四环素、钙黄绿素荧光双标检测三组材料的新骨生成速率;通过不脱钙硬组织Van Gieson染色检测三组材料的新骨生成面积百分比;通过生物力学测试三组材料的压缩强度、弹性模量.结果 术后X线检查显示各组材料填充充分、完全,置入情况良好.Mocro-CT结果显示,24周时多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组、固骼生组的新骨生成百分比分别为(37.48％±0.70％,25.29％±1.45％,27.03％±1.25％),多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均具有统计学意义,各组材料剩余体积百分比分别为(34.67％±3.52％,55.66％±2.05％,7.52％±1.15％),多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均有统计学意义.荧光双标结果显示,4周时多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组的新骨生成速率分别为(1.577±0.045) μm/d、(2.064±0.068) μm/d和(1.19±0.09) μm/d,多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组的差异有统计学意义;Van Gieson染色检测显示,多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组新骨生成面积百分比分别为4周时(5.43％±1.25％、2.77％±0.85％和6.51％±1.21％),12周时(8.48％ ±0.84％、2.94％±0.65％和11.42％±2.66％),24周时(23.55％± 1.13％、12.92％±0.45％和19.53％±0.91％),24周时多孔块体生物活性玻璃组新骨生成面积百分比与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均有统计学意义;生物力学测试结果显示,多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组的压缩强度随着时间延长均有一定程度的增加,两者的差异无统计学意义,多孔块体生物活玻璃组弹性模量术后三个时间点均较稳定,多孔块体生物活性玻璃组和固骼生组在弹性模量方面更接近兔骨,β-磷酸三钙组的弹性模量植入体内后变化较大.结论 多孔块体生物活性玻璃植入兔体内后表现出良好的生物活性、生物相容性,同时具有较好的骨激发作用,且植入体内后具有较强的生物力学性能,为其下一步应用于负重部位骨缺损的修复研究提供了实验基础.
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丝蛋白涂层轻质聚丙烯网片对兔腹壁疝模型组织学反应的影响
目的:探讨宿主对有丝蛋白涂层和无丝蛋白涂层的2种不同轻质聚丙烯网片组织学反应的差别.方法:2种聚丙烯网片(Gynemesh网片和法国G819P网片)的有丝蛋白涂层和无丝蛋白涂层网片各6片,共计24片,裁剪为30 mm×30 mm大小.6只新西兰大白兔,每只均制作6个腹壁缺损,并分别植入有丝蛋白和无丝蛋白涂层Gynemesh(R)网片和有丝蛋白和无丝蛋白涂层G819P网片各1片,另2个腹壁缺损作为空白对照.植入后30,60和90d时各处死2只动物,取出包括网片在内的腹壁全层,做大体观察、组织学观察以及免疫组化研究,包括炎症、纤维化反应、网片周围血管化反应以及胶原形成等.结果:所有网片均未发生侵蚀.有丝蛋白涂层网片组炎症反应和纤维化反应较轻,网片与组织融合良好.无涂层组可见少量的凋亡和坏死.结论:有丝蛋白涂层聚丙烯网片引起实验动物的组织学反应较轻,可以降低早期炎症反应和纤维化程度,减少组织粘连,降低网片相关并发症的产生.
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表面修饰对镁合金WE42生物相容性的影响
目的:评价微弧氧化(MAO)及聚左旋乳酸(PLLA)封孔表面修饰对生物可降解WE42镁合金材料的生物相容性的影响.方法:以微弧氧化法制备陶瓷膜表面的WE42镁合金材料(MAO/WE42),再在陶瓷膜膜层表面进行PLLA封孔处理,制成MAO+PLLA修饰WE42镁合金材料(MAO+PLLA/WE42);扫描电镜观测材料在体外生理环境中的表面微观形貌;用材料浸提液处理人脐静脉内皮细胞,MTT比色法检测细胞相对增殖率(RGR),判断细胞毒性的级别;同时测定与材料表面接触2 min后血浆的凝血时间(PT、RT)及经材料浸提液处理的2%人血悬液的溶血率(hemolytic ratio).结果:扫描电镜观察显示WE42浸泡后出现严重腐蚀,MAO/WE42和MAO+PLLA/WE42材料浸泡前后变化较轻,未出现明显的腐蚀孔洞;WE42细胞毒性较强,而MAO/WE42、MAO+PLLA/WE42无明显细胞毒性作用;MAO/WE42、MAO+PLLA/WE42具有一定的抗凝血性能;溶血试验结果显示,MAO/WE42和MAO+PLLA/WE42的溶血率均低于WE42,且MAO+PLLA的抗溶血性能优于MAO(P < 0.01).结论:微弧氧化表面修饰可改善WE42的生物相容性,PLLA封孔处理可提高WE42的抗溶血性能,MAO+PLLA作为可控吸收镁合金药物洗脱支架的载药层是安全的.
