骨髓间质干细胞复合多孔磷酸钙陶瓷修复兔颅骨缺损的研究

目的 探讨以骨髓间质干细胞 (MSCs)作为种子细胞、β-磷酸三钙 (β- TCP)多孔生物陶瓷作为支架材料构建组织工程化人工骨 ,修复兔实验性颅骨标准缺损的可行性。 方法 选择 5月龄新西兰大白兔 34只 ,制作颅骨标准缺损后分成 3组。A组 (n=2 0 ) :分离培养兔同胎异体 MSCs,体外扩增后接种到预制的 β- TCP多孔生物陶瓷材料上 ,细胞 -材料复合体经体外孵育后 ,无菌条件下植入颅骨缺损 ;B组 (n=10 ) :采用单纯β- TCP材料修复兔颅骨缺损 ;C组(n=4 ) :兔实验性颅骨标准缺损区未做骨修复。术后 6周和 12周分别处死动物、取材 ,进行缺损区大体、组织学、组织化学和免疫组织化学分析。 结果 颅骨缺损处 A组术后 6周表面肉眼可见骨样组织形成 ,组织学提示材料部分降解 ,未降解吸收的材料孔洞内广泛分布着新生骨组织 ,成骨细胞外基质丰富 , 型胶原染色阳性 ;术后 12周 ,支架材料几乎完全降解 ,缺损区被新生骨组织所取代。B组术后 6周 ,可见从缺损区边缘有新生骨组织向支架材料内长入 ,支架材料部分吸收 ;术后 12周 ,可见从缺损区边缘长入到支架材料内的新生骨组织逐渐增多 ,但材料的中心部位未发现新生骨形成。C组术后 12周 ,仅见少量骨组织从缺损区边缘向缺损区内长入 ,缺损中央大部分区域未得到修复。

多孔磷酸钙陶瓷在动态SBF中类骨磷灰石形成的研究

本实验在模拟体液 (SBF)以静止、等于或大于骨骼肌组织内体液正常生理流率 (2 m l/ 10 0 m l· min)的流动条件下 ,研究多孔磷酸钙陶瓷上类骨磷灰石的形成。结果表明 :SBF在生理流率 (2 m l/ 10 0 ml· m in)情况下 ,材料仅在多孔磷酸钙陶瓷孔隙内部形成类骨磷灰石 ;静态 (0 ml/ 10 0 ml· m in)情况下 ,多孔磷酸钙陶瓷材料表面有类骨磷灰石形成 ;高于生理流率 (10 ml/ 10 0 m l· min)时 ,表面和断面均无类骨磷灰石形成 ,但如果增加 SBF中的 Ca2 +、HPO42 -的浓度 ,则在孔隙内部有类骨磷灰石形成。生理流速条件下的结果与多数肌肉内植入磷酸钙陶瓷试验的结果一致 :仅在多孔材料内部成骨。这个结果表明 ,比起通常使用的静态浸泡试验 ,SBF以生理流率流动的动态体外试验能够更好地模拟类骨磷灰石生长的体内环境。动态 SBF对了解类骨磷灰石形成 。

大鼠骨髓间充质干细胞与多孔双相磷酸钙陶瓷支架体外黏附的实验研究

目的研究大鼠骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)诱导培养后在多孔双相磷酸钙(biphasiccalciumphosphate,BCP)陶瓷支架材料上的黏附和生长。方法SD大鼠MSCs经矿化诱导培养、扩增,具有成骨细胞表型后,与多孔BCP陶瓷支架及普通多孔羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)陶瓷支架体外复合培养,扫描电镜观察比较MSCs在两种材料支架表面的黏附数量和形态;同时以0.5、1.0、2.0、3.0和4.0×106/ml浓度细胞悬液接种于多孔BCP支架材料,检测适宜的接种浓度及单位体积支架材料可黏附MSCs数量。结果大鼠MSCs经诱导培养14d后,行矿化沉积茜素红染色、型胶原免疫细胞化学染色及碱性磷酸酶细胞化学染色,结果均为阳性。大鼠MSCs黏附于多孔BCP陶瓷上的细胞数(88.00±6.58)明显高于HA陶瓷组(39.00±3.65),两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。当接种浓度为2.0×106/ml时,单位体积的陶瓷支架材料最多可黏附MSCs数量为1.28×107个/cm3,为细胞适宜接种浓度。结论大鼠MSCs在体外经矿化诱导培养可表达成骨细胞表型,细胞浓度为2.0×106/ml时与多孔BCP陶瓷支架材料具有良好的黏附能力。

多孔磷酸钙生物材料的制备及表征

目的制备适合新骨长入的孔隙率、孔隙尺寸和结构的多孔磷酸钙组织工程支架材料。方法通过湿法共沉淀法合成羟基磷灰石(HA)/磷酸三钙(TCP)双相粉末,采用有机泡沫浸浆法和适当的致孔剂,分别制备多孔磷酸钙陶瓷和多孔磷酸钙骨水泥。采用扫描电镜观测试样的孔隙结构,测量其孔隙率,利用X射线衍射分析其相成分。结果多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥的孔隙率分别为72%和67%;孔隙尺寸分布在200μm和280μm左右;孔壁上分别存在大量孔径为数微米至数十微米的微孔;X射线衍射结果证明多孔磷酸钙陶瓷的组成包括HA和β-TCP,骨水泥的成分为HA,α-TCP and β-TCP。结论试验制备的多孔磷酸钙生物材料具有适合新骨长入的孔隙直径、孔隙率和良好的生物相容性。

磷酸钙骨组织工程支架表面微纳米化改性研究

目的：研究多孔磷酸钙骨组织工程支架的表面微纳米化改性。方法通过双氧水发泡法制备多孔磷酸钙骨组织工程支架,利用水热法对材料进行微纳米化表面改性。通过扫描电镜观察材料的显微结构,通过 X 射线衍射仪分析测试材料改性层相成分。结果材料改性处理后,孔隙率为（63±8）%,大孔孔径为（310±30）μm。材料表面及内孔壁生成羟基磷灰石微纳米晶粒或晶须,晶须长20-40μm,直径为100-300 nm。结论多孔磷酸钙陶瓷材料的内外表面经水热法处理微纳米化表面改性后,材料性能得到提升。

多孔生物活性陶瓷治疗骨缺损(附40例临床应用报告)

目的 :用多孔双相磷酸钙生物活性陶瓷治疗不同原因引起的骨缺损。方法 :4 0例因Brodie脓肿、结核、肿瘤、外伤和先天畸形引起的骨缺损在彻底清除病变组织后 ,用块状或颗粒多孔HA/TCP陶瓷修复替代于骨缺损处。结果 :全组病例术后临床症状消失 ,功能恢复良好。随访X片见陶瓷与骨愈合好 ,无松动移位 ,骨皮质连续性好 ,病变无复发。结果 :多孔HA/TCP双相陶瓷具有良好的生物相容性和骨诱导活性 。

多孔双相HA/TCP和HA在模拟人体体液中类骨磷灰石的形成

利用模拟人体体液 (SimulatedBodyFluid ,SBF)流动装置 ,研究SBF在人体肌肉组织流率情况下多孔羟基磷灰石 /磷酸三钙 (HA/TCP)和羟基磷灰石 (HA)陶瓷表面和孔壁类骨磷灰石形成。结果表明 :材料在以生理流率的SBF浸泡 14d后 ,HA/TCP仅在多孔陶瓷孔隙内部形成类骨磷灰石 ;HA表面和孔隙内壁都未形成类骨磷灰石。如果增加SBF中的Ca2 + 、HPO42 -的浓度 ,则在孔隙内壁有类骨磷灰石形成。材料在静态SBF中浸泡 ,HA/TCP多孔材料孔壁观察到晶状沉积物 ;

组织工程多孔生物材料的制备及表征

目的制备适合新骨长入的孔隙率、孔隙尺寸和结构的多孔磷酸钙组织工程支架材料。方法通过湿法共沉淀法合成羟基磷灰石(HA)/磷酸三钙(TCP)双相粉末作为起始粉末,分别采用有机泡沫浸浆法和适当的致孔剂加入磷酸钙骨水泥中,分别制备多孔磷酸钙陶瓷和多孔磷酸钙骨水泥,并测量多孔隙率,采用扫描电镜观测试样的形貌和孔隙结构,利用X射线衍射分析磷酸钙的相成分。结果多孔磷酸钙陶瓷和磷酸钙骨水泥的孔隙率分别为72%和67%;孔隙尺寸主要分布在200～280μm;孔壁上分别存在大量孔径仅为数微米至数十微米的微孔,为微孔隙间的贯通提供了可能性;X射线衍射结果证明多孔磷酸钙陶瓷的组成包括HA和β-TCP,而多孔磷酸钙骨水泥的主要成分均为HA,β-TCPandβ-TCP。结论本试验制备的多孔磷酸钙陶瓷和多孔磷酸钙骨水泥具有适合新骨长入的孔隙直径和孔隙率,具有良好的生物相容性。