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β－磷酸三钙／α－半水硫酸钙复合人工骨材料研究进展
因外伤、肿瘤、感染等因素引起的大块或大段骨缺损，一直是困扰矫形外科、口腔颌面外科等临床医生的一大难题。骨缺损自体骨移植治疗被认为是“金标准”，但由于受限于自体骨量，无法满足大段或大块骨缺损修复的需要，并且需要2次手术，存在术后感染、疼痛和其他风险。同种异体骨作为目前使用广泛的临床骨移植替代品，仍然潜在免疫排斥、慢性炎症等风险。理想的骨移植替代材料应具有广泛的来源、类似于自体骨生物力学强度、良好的生物相容性、生物活性和骨诱导性等优点。因此，在20世纪90年代， Grane［1］首先提出了骨组织工程的概念，极大地促进人工骨的系统研究。β－磷酸三钙（β－TCP）和α－半水硫酸钙（α－CSH）具有良好的生物活性、组织相容性和骨传导性，近年来被广泛研究。β－TCP的降解速率较新骨形成速度还是较慢的；对α－CSH晶体形貌、孔隙结构等方面的改进，在一定程度上减缓了其降解速率，但仍比新骨形成的速度快。二者复合是否可使其降解速率与新骨生成速度趋于一致？本文就β－TCP／α－CSH复合人工骨材料的研究进展作一综述。
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影响掺锶聚磷酸钙降解速率的工艺条件
目的:观察不同工艺条件下对掺锶聚磷酸钙降解速率的影响.方法:实验于2006-02/05在四川大学组织工程支架材料研究室完成.通过分别控制保温时间(3,5,7 h)制备3种不同聚合度的掺锶聚磷酸钙烧料,将烧料分别在700,800,900 ℃下煅烧得到不同工艺条件的掺锶聚磷酸钙材料样品,并在三羟甲基氨基甲烷-氯化氢溶液中进行45 d的降解实验.用31P核磁共振波谱仪检测其聚合度,扫描电镜观察其表面形貌变化,钼蓝比色法检测PO43-的质量浓度以表征其降解速率.结果:①31P核磁共振波谱表明,随着保温时间的延长,掺锶聚磷酸钙的聚合度逐渐增大,3种掺锶聚磷酸钙烧料的聚合度分别为9,13,19.②掺锶聚磷酸钙降解速率并不随聚合度增长而呈一单调变化的趋势.在相同的煅烧温度下,掺锶聚磷酸钙的降解速率由高到低分别为聚合度为13,9,19的掺锶聚磷酸钙.聚合度为13的掺锶聚磷酸钙降解液中PO43-的质量浓度达到0.44 g/L;相同保温时间下,掺锶聚磷酸钙的降解速率随煅烧温度的升高而增大.③扫描电镜显示,降解速率快的掺锶聚磷酸钙表面有CaP沉积物.结论:不同工艺条件下掺锶聚磷酸钙的降解速率不同,通过调节保温时间和煅烧温度可以在一定程度上调控掺锶聚磷酸钙的降解速率.
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输尿管支架生物降解材料丙交酯-乙交酯共聚物在体外的降解及临床应用
背景:目前不同形式的输尿管支架均有其并发症,因此,如何选择适宜的支架来治疗泌尿系统疾病是目前医学界研究的热点.目的:探讨输尿管支架生物降解材料丙交酯/乙交酯共聚物在体外的降解规律及临床应用前景.方法:由第一作者检索1991-01/2009-12 PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)有关输尿管支架生物降解材料丙交酯-乙交酯共聚物在体外的降解及临床应用方面的文献,英文检索词为"SR-PLGA;in-vitro degradation;degradalion rate",中文检索词为"丙交酯-乙交酯共聚物;体外降解;降解速率".检索文献量总计135篇,排除陈旧及重复性文章,终纳入17篇文献进一步分析.结果与结论:高分子降解性输尿管支架材料体内外生物降解性质的研究国外报道较少,国内则未见报道,目前该领域处于基础研究阶段.作为生物降解性高分子材料,降解性质及相容性是此种材料得以应用的首要条件,了解材料的降解及相容性对材料的临床应用具有极其重要的意义.输尿管支架生物降解材料丙交酯-乙交酯共聚物的生物相容性良好,通过调整乙交酯与丙交酯的组分比,可有效调节共聚物的降解速率.
关键词： 输尿管支架 生物降解材料 丙交酯-乙交酯共聚物 体外降解 降解速率 -
本期继教园地思考题
(下面各题中哪一项答案是错误的 ) 1.组织工程研究主要包括以下几方面的内容： A.细胞外基质替代物的研究 B.种子细胞的培养和对材料的要求 C.组织工程化组织对病损组织替代物的研究 D.异体同种器官移植的研究 2.以组织工程为应用目的的生物材料应符合以下要求： A.表面能使细胞粘附并生长 B.植入体内后，高分子材料及降解产物不会引起炎症及毒副作用 C.材料能加工成三维结构 D.材料孔隙率不得低于 90％ E.在完成组织再生后，高分子能立即被机体吸收 F.高分子支架的降解速率应控制在与不同组织细胞再生速度相匹配 H.不能被强酸强碱侵蚀 3.目前可用成骨细胞种植基质材料的生物可降解聚合物主要有： A.PLA B.TGA C.聚偶磷氮 D.聚原酸酶 E.PCL F.聚酯尿烷 G.聚酸酐亚共聚 H.PHD I.酯肪酸
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聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能的影响因素及其作用规律
背景:聚三亚甲基碳酸酯具有良好的生物相容性和生物降解性能,具有较大的临床应用前景.目前,国内外关于聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能影响因素及其作用规律的研究较少.目的:研究聚三亚甲基碳酸酯的体外酶解性能,并探讨影响聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能的因素及其作用规律.方法:通过开环聚合反应制备聚三亚甲基碳酸酯均聚物及其共聚物,2种均聚物的分子质量分别为135,256 kDa,共聚物的分子质量为238 kDa,将分子质量为256 kDa的均聚物制成棒条与膜片2种形状,其余2种样品制成棒条.将均聚物、共聚物样品分别置于脂肪酶溶液中,均聚物样品于第1,2,4,8,10,12周取出,共聚物样品于3,6,9,12,15 d后取出样品,测量样品质量变化,计算失重率及降解速率常数.结果与结论:①分子质量、形状及共聚改性对聚三亚甲基碳酸酯的体外酶解性能有显著影响;②当分子质量由135 kDa增加至256 kDa时,聚三亚甲基碳酸酯均聚物棒条的酶解速率常数由每周1.46％增加到每周3.81％,说明分子质量越高,聚三亚甲基碳酸酯均聚物的体外酶解速率越快;③当形状由棒条转换为膜片时,分子质量为256 kDa聚三亚甲基碳酸酯均聚物的酶解速率常数由每周3.81％增加到每周9.16％,说明膜片形状样品降解速率更快;④在分子质量为256 kDa聚三亚甲基碳酸酯结构中引入等摩尔比己内脂成分后,其酶解速率常数由每周3.81％增加到每周14.49％,说明在结构中引入聚己内酯成分,可加速聚三亚甲基碳酸酯的降解速率;⑤各因素对聚三亚甲基碳酸酯体外酶解速率的影响程度顺序为:共聚组成>样品形状>分子质量.
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新型组织工程化改性胶原-壳聚糖复合支架制备与神经细胞的相容性
背景:周围神经缺损的治疗在再生医学领域仍然具有挑战性,支架材料的应用被认为是有前途的探索方向之一,理想的支架材料应是安全、耐用和缺乏抗原性的.目的:探讨制备一种新型的组织工程化改性胶原-壳聚糖支架,并探索其在大鼠横断坐骨神经模型中用作桥梁修复神经损伤的可能.方法:先制备出胶原-壳聚糖复合支架,然后用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳化二亚胺,N-羟基琥珀酰亚胺对支架进行化学改性即交联.接着将神经干细胞种植于支架匕,之后连同支架-种于细胞在体内植入坐骨神经缺损部位.结果与结论:制得的变性交联胶原-壳聚糖复合支架具有三维立体网状结构.将支架-种于细胞移植4周后,可在损伤的坐骨神经中发现S-100神经丝蛋白200表达.结果表明这种组织工程化改性交联胶原-壳聚糖复合支架具有良好的细胞相容性.
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自产氧型人发角蛋白/丝素蛋白复合材料体外制备及生化评估
背景：组织工程修复重建材料的研究已开始逐步进入到所谓的智能化阶段，其意味着相关生物材料将被赋予更多的功能。如果能够使生物材料在体内外能够释放氧气，可明显提升材料在修复组织缺损方面的成功率，但目前在仅有的蛋白源性生物材料的相关研究中尚未见到有类似自产氧功能的成功报道。
目的：观察自产氧型人发角蛋白/丝素蛋白复合材料的制备技术并评估其理化及生物学特性。
方法：人发及蚕丝中分别提取人发角蛋白及丝素蛋白，按固定浓度比例(60/40)将两种蛋白进行混合，并加入不同比例(5%-25%)的过氧化钙。对终制备完成的复合材料进行释氧能力测试筛选出佳的过氧化钙浓度组合，采用力学拉伸法测试终复合材料的生物力学特性，红外光谱法检测复合材料蛋白空间结构变化。兔皮下埋植复合材料观察其生物相容性，并于体外接种平滑肌细胞以观察支架对细胞增殖的影响。
结果与结论：经过提取纯化技术，人发角蛋白及丝素蛋白浓度及纯度达到满足后续实验水平。释氧能力测试显示，当过氧化钙浓度为20%时，支架材料的释氧时间长(P <0.05)，且后期释氧水平较为平稳。力学拉伸测试显示，添加过氧化钙后，其复合材料的生物力学强度较少受到影响，尤其是大应力及断裂伸长率方面和未加入过氧化钙的复合材料差异无显著性意义(P >0.05)。红外光谱法检测结果显示，复合材料各蛋白组分的空间结构基本不受影响。动物皮下埋植实验显示复合材料具有较为理想的生物相容性及降解速率。体外细胞增殖实验显示，含有过氧化钙的复合材料在体外能够更好的支持接种其上的细胞生长。结果证实，利用过氧化钙可对现已报道的人发角蛋白/丝素蛋白复合材料进行进一步的改良，使其具备长期释氧的能力，因而能够更适合后续的组织工程修复重建的基础研究及临床应用需要。 -
过氧乙酸原液含量降解周期测定
过氧乙酸消毒力强,生产工艺简单、价廉、残毒低,是一种高效、低毒消毒剂,广泛应用于医疗卫生、食品工业等,在抗"非典"斗争中亦发挥了巨大作用.但过氧乙酸易降解,市售剂型一般为甲、乙两组分分开存放.甲、乙组分配制成原液后,1 d内即可达到高浓度,之后逐渐下降.因此,掌握原液含量降解速率对于正确稀释配制实用消毒液浓度,保证消毒效果具有重要意义.为此,笔者对市售过氧乙酸配制的原液含量降解周期进行了测定.
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交联对胶原降解速率的影响
目的:研究交联反应对胶原降解速率的影响.方法:以热交联(DHT)、1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)化学交联以及EDC/DHT交联三种方法对胶原海绵材料进行处理,并测定材料在处理前后的降解速率.结果:各种交联反应均不同程度地提高了胶原的生物稳定性,降低了胶原的降解速率.
关键词： 胶原 热交联 1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺 降解速率 -
组织工程化肌腱修复鸡趾屈肌腱缺损的生物力学特性研究
目的肌腱缺损的修复与功能重建是骨外科的研究重点之一.组织工程化肌腱为修复肌腱缺损开辟了一条新途径.它具有良好的生物相容性、生物活性、生物力学相容性并能诱导胶原生成.近年来,在组织工程化肌腱方面已开展了多方面的研究,初步临床应用也取得了较好的效果.但是,从组织工程化肌腱的研究和应用中发现,它在植入体内后,其抗拉强度始终达不到正常肌腱的数值.不难推断,材料在体内的降解速率及诱导生成的胶原纤维的数量和质量同新生肌腱的生物力学性能有密切关系.
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四肢组织工程骨新型支架的比较研究
现代医学的骨组织工程中,种子细胞、生物材料和组织构建是三个基本要素,而生物材料或支架材料是影响组织构建为关键的因素之一.它必须具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性以及一定的空间结构、孔隙率、降解速率等特性[1].
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生物可降解材料PLGA90/10的体外降解特性及生物相容性
研究生物可降解材料聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA 90/10)的体外降解特性,通过测量材料在体外降解过程中的重量损失并在扫描电镜下观察形态学变化,评估体外降解特性,该实验是在37℃ pH为7.4的磷酸盐缓冲液中进行的.为研究材料的细胞毒性,将小牛血管平滑肌细胞种植在PLGA膜片上,在显微镜下观察细胞生长情况,并通过MTT法测定细胞活性.研究发现结晶型的PLGA90/10显示出表面降解的特性,高分子量的PLGA90/10在开始的4个月内降解缓慢,120天时重量仅损失10%,120天后迅速降解.MTT 法检测细胞增殖指数,与对照组差异无显著意义.这为局部药物治疗工具提供了基础研究.
关键词： 聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA) 体外降解 降解速率 细胞毒性 -
稀土镁合金在颅脑组织修复中的应用研究进展
镁合金作为可降解吸收的材料在材料医学方面已有了新的研究进展.生理浓度的镁离子对人体是安全的,因此以镁为基础的合金降解材料得到大量研发.镁合金中加入稀土元素能改善镁合金的降解速度及机械性能,使镁合金具有更好的临床应用价值.本文则以稀土镁合金在颅脑组织修复中的应用研究行综述.
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聚乳酸复合材料降解过程中降解速率及pH值的研究
本文用溶液法将聚乳酸和甲壳素进行复合,以改善聚乳酸的降解性,制备一种具有适宜降解速率的组织工程支架材料.结果显示,当PLA/CS为1:0.4时,PLA/CS复合材料的降解失重百分率为小;同时,随着降解时间的增加,复合材料的失重百分率逐渐上升;纯聚乳酸在降解4周后pH值下降得很快,而复合材料在整个降解过程中的pH值一直很稳定,在6.5左右.由此表明,甲壳素可改善PLA的降解速率,且在降解过程中,PLA/CS复合材料的pH值非常接近生理盐水的pH值.
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以乳酸-羟乙酸共载体的纳米粒给药系统
乳酸 ( lactic acid) 与羟乙酸 (glycolic acid)的共聚物包括两种 : 一种是乳酸 - 羟乙酸共聚物 (poly- lactic acid- co- glycolic acid, 简称 PLGA), 为一定量的乳酸与羟乙酸聚合后的产物 ; 另一种是丙交酯 - 乙交酯共聚物 ( poly(lactide- co- glycoli- de)或 polyglactin 370, 简称 PLGA或 PLGA370) , 其合成原料为 2分子乳酸的脱水物 - 丙交酯和 2分子羟乙酸的脱水物 - 乙交酯 , 两者先在酸性条件下水解成相应的酸 , 再进一步缩合成丙交酯 - 乙交酯共聚物 . 在共聚物中 , 乳酸与羟乙酸的比例或丙交酯与乙交酯的比例可从 50∶ 50改变为 75∶ 25、 85∶ 15, 这种变化不但会影响聚合物的结晶度 , 也会影响聚合物的降解速率 , 进而影响纳米粒的降解以及被包封药物的释放 . PLGA可在体内分解 , 终生成二氧化碳和水 , 对机体无不良影响 , 因此被视为理想的载体材料且广泛应用于各种药物的纳米粒制剂 .
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羟乙基纤维素与再生氧化纤维素止血纱布理化性质的对比研究
目的:研究比较羟乙基纤维素止血纱布(HEC-AHG)和氧化再生纤维素止血纱布(ORC-AHG)两者的理化性质,为临床应用提供支持.方法:实验测定HEC-AHG与ORC-AHG两者的溶解度、溶解速率、pH值、电导率和纤维素酶作用下的降解动力学.结果:HEC-AHG在去离子水和生理盐水中的溶解度和溶解速率分别为12%~15%和6.5~7.2 mg·ml-1·min-1,明显高于ORC-AHG0.08%~0.1,4×10-5~64×10-5 mg·ml-1·min-1.HEC-AHG的pH值为6~7,在去离子水中的电导率与纯水(14μS/cm)接近,而ORC-AHG的pH值为2~3,具有较高的电导率(250~450(μS/cm).室温下HEC-AHG在0.1%纤维素酶作用下降解速率高于ORC-AHG.结论:与ORC-AHG比较,HEC-AHG有更好的溶解性能和较小酸性,降解较快,是一种有前景的新型止血材料.
