Beta-磷酸三钙复合材料支架的研究进展

外科临床工作中,由于骨缺损或者组织填充需要而要求植骨的情况十分多见,但自体骨的来源有限,体积、形态的塑造均受到很大限制,且会对供区组织的连续造成破坏,并有引起并发症的风险;异体植骨可能引起免疫排斥反应,少数甚至可引发传染性疾病,所以两者的临床应用受到很大限制。因此,人工骨的制备和临床应用成为研究热点之一。

不同成分配比的聚酯/磷酸三钙复合材料体外降解行为观察

目的:探索用改良热致分相法实验室制备骨组织工程用聚酯/磷酸三钙(Tricalciumphosphate,TCP)复合材料,并模拟体内降解环境研究其体外降解行为,以便为进一步的体内植入材料筛选提供依据。方法:①将热致分相法与熔铸沥取法二者结合制备不同成分比例(7∶3,6∶4,5∶5)的聚消旋乳酸犤Poly(L-lacide-co-D,L-lactide),PDLLA犦/TCP及聚丙交酯-乙酯共聚物犤Poly(lactide-co-glycolide),PLGA犦/TCP复合材料。②扫描电镜观察材料孔隙结构及测量孔隙大小,体积法测定孔隙率,各组分别于1%胰酶PBS溶液中进行体外降解,定期其重量变化,连续6周。结果:①改良法制备出的材料平均孔隙率均>80%,电镜下测量孔径大小100～400μm。②体外降解实验中,随时间点变化,材料重量丧失以(5∶5)组为著,3周时即达到此组材料的82%以上(PDLLA组为82.6%,PL-GA组为83.1%),6周时(5∶5)组均完全溶解。③用SPSS10.0作统计学分析,P<0.01为差异有显著性意义;PDLLA/TCP(5∶5)比PDLLA/TCP(7∶3)(t=-22,P<0.01),PDLLA/TCP(5∶5)比PDLLA/TCP(6∶4)(t=-14,P<0.01),差异有显著性意义;PLGA/TCP(5∶5)比PLGA/TCP(7∶3)(t=-24,P<0.01),PLGA/TCP(5∶5)比PLGA/TCP(6∶4)(t=-16,P<0.01),差异有显著性意义;PDLLA/TCP(5∶5)比PLGA/TCP(5∶5)(t=2.5,P>0.01),差异无?

放电等离子烧结钛基磷酸三钙陶瓷复合材料的力学性能与生物活性

采用放电等离子烧结法制备钛基磷酸三钙(Ti/α-TCP)复合材料,利用扫描电镜(SEM),能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对该材料的组织结构与界面反应进行观察与分析,并测试其抗压强度与生物活性,研究烧结温度与钛含量对Ti/TCP复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结温度在900℃以上时,Ti与α-TCP界面发生反应;增加钛含量有利于提高复合材料的强度。在Ti/α-TCP混合粉末中添加钛网作为骨架时,界面反应更复杂,并且温度越高,反应产物越多,当烧结温度达到1 100℃时,生成Ti的氧化物以及TixPy和CaTiO_3。在900℃烧结的70Ti/α-TCP/钛网复合材料抗压强度最高,达到590 MPa,浸入模拟体液中14天后表面形成一层厚厚的磷灰石,该材料作为骨植入替换材料具有很大的应用价值。

纳米相复合材料β-磷酸三钙/胶原的细胞相容性研究

目的探索和研究新型纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料(nano-sized β-TCP/CF)的细胞相容性,为纳米活性复合材料在临床和组织工程上的应用提供理论和实验基础。方法用湿化学处理的方法制备新型纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料,并通过X线衍射和扫描电镜对其进行表征。以建立的成骨样细胞MG63细胞株,与纳米复合材料在体外培养体系复合培养,并以单纯的非纳米结构β-磷酸三钙和不加材料的空白作为阳、阴性对照,采用MTT法、扫描电镜及碱性磷酸酶活性检测,观察细胞的黏附、增殖以及在材料表面的形态和对细胞的代谢作用。结果纳米β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料上的细胞黏附数、增殖的数量,在材料表面的分布均优于非纳米β-磷酸三钙(P<0.05);和空白对照相比,无显著性差异(P>0.05);碱性磷酸酶的活性在1d、3d、5d虽无明显差异,从第7d始,却明显优于非纳米相β-磷酸三钙。结论本研究显示,纳米相β-磷酸三钙/胶原纤维复合材料与单纯非纳米β-磷酸三钙相比,更能促进成骨样细胞的黏附、增殖及其功能代谢,表明其对成骨样细胞具有良好的细胞相容性,可以成为一种新型的具有应用前途的骨修复或组织工程材料。

3D打印多孔β-磷酸三钙负载聚乳酸-羟基乙酸共聚物抗结核药物缓释微球复合材料:构建及细胞毒性评价

背景:3D打印多孔β-磷酸三钙负载聚乳酸-羟基乙酸共聚物抗结核药物缓释微球复合材料,对细胞尤其是成骨细胞生长和增殖的影响及影响程度尚缺乏可靠的生物医学证据。目的:构建3D打印多孔β-磷酸三钙负载聚乳酸-羟基乙酸共聚物抗结核药物缓释微球材料,检测其细胞毒性。方法:利用3D打印技术制备出20个孔径400μm的多孔β-磷酸三钙材料,随机抽取其中10个负载聚乳酸-羟基乙酸共聚物抗结核药物缓释微球,作为载药支架,其余10个作为非载药支架。将以上两种支架浸提液与成骨细胞共同培养72h,通过倒置相差显微镜观察细胞形态,采用CCK-8法测得成骨细胞A值,计算细胞相对增殖率,评价支架材料的细胞毒性。结果与结论:载药支架大小适度,结构规则,孔隙均匀。培养72 h内,载药支架浸提液中的成骨细胞呈长条形或长梭形,可见少量细胞核固缩,表现出轻微中毒表现,细胞毒性分级为1级,无明显细胞毒性。结果表明3D打印多孔β-磷酸三钙负载聚乳酸-羟基乙酸共聚物抗结核药物缓释微球无明显细胞毒性。

聚-L-乳酸/β-磷酸三钙复合物生物可吸收骨折内固定棒的体内降解和组织相容性

将β-磷酸三钙(β-TCP)与聚-L-乳酸(PLLA)复合得到PLLA/β-TCP复合材料,用注射成型方法制备出可吸收骨折内固定棒,然后通过分子量、质量变化、扫描电镜观察、弯曲强度变化和组织学方法等研究可吸收骨折内固定棒的体内降解过程。结果表明,降解初期聚乳酸的分子量有大幅度下降,重量损失滞后。随着降解的进行,可吸收棒表面逐渐粗糙,内部逐渐出现微孔和小“沟壑”,弯曲强度从初始的151MPa下降至12周的106MPa。组织学分析显示,PLLA/β-TCP复合材料具有良好的组织相容性。

HA/TCP双相陶瓷肌内长期植入诱导成骨的实验观察

通过肌内长期植入研究了 Ca- P生物材料骨诱导性及诱生新骨的生长状况。HA/ TCP多孔陶瓷植入狗背部肌内 15月后 ,植入体为一层很薄的纤维结缔组织膜包裹。 3种形态的组织 ,即间充质组织、骨和骨髓在植入体内部孔中有规律地分布 :植入体内部所有的孔中都有骨组织存在 ;但中部内孔中的骨为较成熟的板状骨 ,有明显的骨陷窝 ,已形成髓腔和骨髓 ;边缘外孔中的骨组织为未成熟的编织骨 ,与间充质组织相连 ,无髓腔和骨髓形成。这表明 HA/ TCP具有骨诱导性 ,在非骨环境中确实能够诱导成骨。而且 ,各种组织有规律地分布在植入材料孔中 。