纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料复合兔骨髓基质细胞异位成骨的实验研究

目的:观察nHAC/PLA复合兔BMSCs的异位成骨能力。方法:通过负压吸附使BMSCs与nHAC/PLA材料复合,将nHAC/PLA+自体BMSCs、自体BMSCs、nHAC/PLA材料分别植入新西兰兔背部肌袋内,术后4、8周通过大体、组织学观察来研究其异位成骨能力。结果:自体BMSCs组与nHAC/PLA材料组在新西兰兔背部肌袋内均无骨质形成,nHAC/PLA+自体BMSCs组8周时有大量较成熟的骨质形成,同时材料本身部分吸收。结论:通过负压吸附的方法制备出的nHAC/PLA+自体BMSCs具有良好的异位成骨能力。

纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料作为克林霉素缓释载体抗感染力的实验研究

目的:探讨应用载药纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(nano-hydroxyapatite/collagen/PLA,nHAC/PLA)预防感染及修复骨缺损的可行性。方法:将nHAC/PLA与克林霉素复合,制成载药nHAC/PLA人工骨;将其置于接种有金葡菌的培养基中检测其体外及模拟体内缓释特性及抗菌活性;将其植入金葡菌污染的兔颅骨缺损区,通过细菌培养和组织病理检查评价其骨缺损修复能力及抗感染能力。结果:载药nHAC/PLA人工骨在体外持续释放高浓度抗生素;植入金葡菌污染的骨缺损后可有效预防骨感染,骨感染的发生率明显低于单纯nHAC/PLA人工骨植入组。结论:载药nHAC/PLA人工骨是伴有污染或感染骨缺损较理想的修复材料。

纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料与骨髓基质细胞体外复合的实验研究

目的了解兔BMSCs与nHAC/PLA材料在体外共培养时细胞与材料复合的情况,进一步验证nHAC/PLA材料作为骨组织工程支架材料的可行性。方法将兔BMSCs与nHAC/PLA材料在体外复合共培养,通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞与材料的复合情况,用MTT法及碱性磷酸酶活性检测法检测材料对细胞增殖、分化的影响。结果BMSCs可以在nHAC/PLA材料表面及孔洞中良好地粘附、迁移、增殖和分化,复合培养5天后nHAC/PLA材料对BMSCs的增殖及分化表现出一定的促进作用。结论nHAC/PLA材料可以作为BMSCs良好的载体。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料对拔牙创早期愈合及牙槽嵴吸收影响的实验研究

目的观察活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(AnHAC/PLA)促进犬拔牙创早期愈合及减少牙槽嵴吸收的效果。方法将小块状纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(nHAC/PLA)、AnHAC/PLA、自体牙槽松质骨植入犬拔牙创中,并设空白对照。术后4周、8周、12周通过大体观察测量、HE染色和M asson′s三色法染色来观察比较拔牙创骨缺损的修复情况及牙槽嵴的吸收情况。结果AnHAC/PLA材料修复拔牙创骨缺损及减少牙槽骨吸收的能力强,与自体牙槽松质骨组类似,nHAC/PLA材料的能力较弱,但明显优于空白对照组。结论AnHAC/PLA可早期修复拔牙创,减少牙槽嵴的吸收。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料修复颅骨极限缺损的实验研究

目的检测重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein2,rhBMP-2)与纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸(nano-hydroxyapatite/collagen/polylactic acid,nHAC/PLA)复合后形成的活性nHAC/PLA(active nHAC/PLA,AnHAC/PLA)修复颅骨极限缺损的效果。方法新西兰大白兔48只,体重2.0～2.5kg。制备直径为15mm的颅骨全层缺损模型,随机分成4组,每组12只。阳性对照组:缺损区植入自体髂骨;空白对照组:缺损区不植入任何材料;阴性对照组:缺损区植入nHAC/PLA;实验组:缺损区植入AnHAC/PLA,每块AnHAC/PLA上平均吸附rhBMP-21.431mg。术后8、16周通过比较颅骨缺损区X线阻射面积占总缺损面积百分比、HE染色和Masson's三色法染色观察颅骨极限缺损的修复情况。结果术后8、16周,各组颅骨缺损区X线阻射程度,阳性对照组分别为67.21%±2.06%、86.48%±1.73%,空白对照组分别为5.84%±1.92%、9.48%±2.72%,阴性对照组分别为19.13%±2.51%、35.67%±3.28%,实验组分别为58.84%±2.55%、85.61%±3.36%。其中除16周实验组与阳性对照组以及空白对照组8、16周比较差异无统计学意义(P>0.05)外,其余各组各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05)。组织学观察显示,阳性对照组骨缺损区16周骨小梁较8周增宽,被大量骨组织充填;空白对照组8、16周骨缺损区均被纤维组织充填,无新骨生成;阴性对照16周骨缺损区为剩余材料与纤维组织充填,周边新骨较8周形成增多;实验组8周材料植入区为新生骨替代,16周新生骨呈板层状,缺损区材料残留较少,且周围可见较多成骨细胞。结论nHAC/PLA是rhBMP-2的良好载体,两者复合后制备的AnHAC/PLA具有良好骨形成能力,有望应用于临床上修复较大型骨缺损。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原／聚乳酸材料应用于牙槽嵴扩增的研究

目的:构建下颌牙槽嵴扩增的动物模型,并初步观察nHAC/PLA复合rhBMP-2在下颌皮质骨表面贴附式植骨的成骨能力。方法:制备AnHAC/PLA材料,将HAC/PLA、AnHAC/PLA材料分别植入新西兰兔下颌骨颊侧皮质骨表面,设计皮质骨颊侧制备沟槽的改良术式组,并与无沟槽的普通术式组对比,术后8周通过大体、X线、组织学观察来研究其牙槽骨加宽的能力。结果:AnHAC/PLA材料较nHAC/PLA材料更能良好的增加下颌骨的宽度,在皮质骨表面增加刻槽的改良术式能明显增加材料的成骨情况。结论:AnHAC/PLA材料可以有效地增加牙槽骨宽度。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原聚乳酸材料异位成骨性能研究

目的:探讨既具有骨引导性又具有骨诱导性的活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸(AnHAC/PLA)材料的异位成骨能力,为该材料作为植骨材料应用于临床打下实验基础。方法:通过扫描电镜观察rhBMP-2与nHAC/PLA材料的复合情况,并将nHAC/PLA、rhBMP-2、AnHAC/PLA材料分别植入小鼠股后肌袋内,术后2周、6周通过X线片、组织学观察、成骨量测定来研究AnHAC/PLA的异位成骨能力。结果:rhBMP-2在nHAC/PLA孔隙中均匀分布,6周时AnHAC/PLA组诱导形成的骨量是rhBMP-2组的10.5倍。结论:AnHAC/PLA材料具有良好成骨能力,nHAC/PLA是rhBMP-2理想的缓释载体。

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料复合自体骨髓基质细胞修复犬下颌骨节段性缺损的实验研究

目的观察多孔块状纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料(nHAC/PLA)作为支架与自体骨髓基质细胞(BMSCs)复合对大动物承力骨节段性缺损的修复能力,并探讨合适的术中固定方法,为临床应用提供实验依据。方法将多孔块状nHAC/PLA加工成3.0cm×2.0cm×1.0cm的长方体状。体外培养犬髂骨来源的BMSCs,经过BrdU标记及成骨诱导后,与nHAC/PLA复合,并植入犬下颌骨3.0cm长的节段性缺损处,经过6个月的饲养,通过影像学和组织形态学观察修复骨缺损的能力。并通过免疫组织化学的方法检测种子细胞的归宿。同时设自体髂骨移植组及单纯材料植入组作为对照。结果术后6个月,下颌骨缺损区被nHAC/PLA+BMSCs复合形成的组织工程骨完全修复,形态恢复良好,大量成熟的骨组织充满缺损区的全层,材料大部分被吸收。从免疫组织化学染色结果看,组织工程骨细胞来源于种子细胞BMSCs。用钛重建板和微型钛板联合固定或单纯用钛重建板固定都可行。结论nHAC/PLA作为支架材料与自体BMSCs复合形成的组织工程骨可以修复大动物承力骨较大的节段性缺损,并可直接用钛重建板对其进行固定。

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸支架材料对人成骨细胞早期附着影响的实验研究

目的以人成骨细胞(MG-63细胞)复合纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸[nano-hydroxyapatite/collagen/poly(L-lactic)acid,nHAC/PLA]支架材料进行体外培养,观察其早期附着生长情况。方法将MG-63细胞在nHAC/PLA支架材料上培养,通过倒置显微镜观察、HE染色、ALP染色、细胞增殖指数测定等方法对细胞在nHAC/PLA支架材料上的早期附着情况进行研究。结果细胞在nHAC/PLA上生长良好;ALP染色阳性度高,细胞增殖指数比空白对照组有显著提高。结论nHAC/PLA支架有利于MG-63细胞的早期黏附、生长,可以用作骨组织工程的支架材料。

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸新型可吸收材料的短期生物安全性

背景:课题组前期制备出具有良好生物活性的纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸[nano-hydroxyapatite/collagen/poly(L-lactic)acid,nHAC/PLA]复合材料。目的:评估纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料的生物安全性。方法:取含聚乳酸分别为100,150,200 g/L的nHAC/PLA材料,制备浸提液,分别记为nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3。①细胞毒性实验:采用nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液、细胞培养基培养L929细胞,采用MTT比色法评价材料的细胞毒性;②急性全身毒性实验:取C57小鼠(郑州大学动物实验中心提供),尾静脉分别注射nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液与生理盐水,注射后24,48,72 h,观察动物一般情况及体质量变化;③血清毒性实验:取SD大鼠(郑州大学动物实验中心提供),分别胃饲nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液与生理盐水,7 d后,采用酶联免疫法检测大鼠血清中白细胞介素1蛋白水平;④致敏实验:将25只白色豚鼠(郑州大学动物实验中心提供)随机分为5组:实验组采用nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液,阴性对照组采用生理盐水,阳性对照组采用体积分数5%甲醛溶液,经过皮内诱导、局部诱导和激发阶段后24,48,72 h,观察各组激发部位皮肤情况;⑤溶血实验:向nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液、生理盐水、蒸馏水中分别加入兔抗凝血,检测溶血率。实验方案经郑州大学伦理委员会审查批准。结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料的体外细胞毒性为0级,急性全身毒性、血清毒性、致敏性和溶血实验结果均为阴性,表明纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料均具有良好的生物安全性。

转基因干细胞复合纳米羟基磷灰石胶原/聚乳酸修复骨缺损的实验研究

目的研究以纳米羟基磷灰石胶原/聚乳酸(nHAC/PLA)材料为载体支架,复合用骨形态发生蛋白(BMP)-2修饰的骨髓间充质干细胞(BMSCs)构建的组织工程骨修复大鼠桡骨骨缺损的能力。方法将48只成年的SD雄性大鼠随机分为4组,每组12只,制作成右侧桡骨为5mm的骨缺损模型,各组分别按以下方法将材料植入骨缺损处进行修复。A组:nHAC/PLA材料+BMSCs[BMP-2和增强绿色荧光蛋白(eGFP)处理];B组:nHAC/PLA材料+BMSCs(无BMP-2和eGFP处理);C组:单纯nHAC/PLA材料;D组:空白对照组(只造骨缺损模型,不置入支架材料)。术后6、12周用空气栓塞法各组分别处死4、8只大鼠并取右侧整段桡骨,行大体形态学、X线检查、组织学和生物力学检查。结果 X线观察结果:A组的骨痂形成量优于其他组,B组次之,C组稍逊于B组,空白对照组最少。组织学观察结果:A组的新生骨以及新生血管的形成等均优于其他各组,B组次之,C组稍逊于B组,空白对照组则最差。12周时4组生物力学测试结果显示:A组最大应力测试明显优于C组,B介于A组与C组之间,空白对照组最差。结论 nHAC/PLA是一种良好的载体支架材料,与经过BMP-2修饰的BMSCs复合后能显著提高骨生成的速度,在修复长骨节段性缺损方面具有潜在的临床价值。

聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球的生物安全性评价

背景:纳米材料以及包含纳米相的医疗器械,因为纳米材料具有尺寸小、比表面积大等独特特性,可能会引发特殊的生物效应,其生物安全性成为人们关注的重点。目的:评价聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球的生物安全性。方法:采用乳液溶剂挥发法制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球。(1)细胞毒性实验:将聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球浸提液与小鼠成纤维细胞共培养,同时设置空白对照(完全培养基)、阴性对照(高密度聚乙烯树脂浸提液)与阳性对照(二乙基二硫代氨基甲酸锌浸提液),采用MTT法评价细胞毒性;(2)致敏反应:将复合微球分别进行极性浸提和非极性浸提,进行豚鼠皮内诱导和激发实验,记录结果;(3)皮内反应:将复合微球进行极性浸提和非极性浸提,兔皮内注射后即刻及24,48,72 h,观察各注射部位状况;(4)全身急性毒反应:将复合微球分别进行极性浸提和非极性浸提,通过静脉和腹腔注射到KM小鼠体内,观察小鼠体质量变化;(5)热源反应:将复合微球进行极性浸提,通过耳缘静脉注射至兔体内,记录体温变化;(6)骨植入实验:将圆柱状的复合微球与高密度聚乙烯棒分别植入兔胫骨缺损部位,进行大体观察和局部组织病理学观察。结果与结论:(1)聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球无细胞毒性、无致敏性、无皮内刺激反应、无全身急性毒反应,热源反应符合检测规定;复合微球植入兔胫骨缺损部位后,植入部位未见血肿、水肿、炎症等病变,组织学观察显示复合微球具有一定的骨组织修复能力;(2)骨结果显示,聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合微球具有良好的生物安全性。

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料,并研究了其熔融与结晶行为.结果表明,聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3℃,而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8℃,不同样品在140℃等温结晶后,改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%～66.7%.复合材料的熔点提高到184.4℃.

共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合材料及其性能

以饱和Ca(OH)2溶液的上清液、磷酸和可溶性胶原为原料,在37℃、中性条件下,采用共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合仿生骨修复材料。用XRD、FTIR、扫描电镜、透射电镜对材料晶相组成、微观形貌、结构、化学组成、晶粒大小进行分析。复合材料的抗压强度用电子万能实验机测试。结果表明:复合材料由弱结晶的纳米尺度(5nm×60nm～20nm×80nm)的羟基磷灰石和胶原纤维组成。复合材料在晶相组成、化学组成和晶体尺寸上类似于天然骨。复合材料的抗压强度(168.85MPa)和弹性模量(5.87GPa)介于致密骨和牙本质之间。此复合材料有望成为理想的骨修复材料。

多孔纳米羟基磷灰石聚乳酸复合材料的制备及其界面研究

本文以TIPS法 ,在溶液中制备得到多孔纳米羟基磷灰石 聚乳酸复合材料 ,并对无机相与有机相之间的界面结合情况进行了研究 。

纳米羟基磷灰石/胶原复合材料制备方法研究

研究了在脱钙骨基质内原位沉积纳米羟基磷灰石的电化学方法 ,探讨了影响沉积的实验因素和条件。并利用红外光谱和X衍射表征无机相的组成 ,透射电子显微镜观测晶体的形态和尺寸 ,光学显微镜观察无机相分布 ,灰化法测定无机成分含量。结果表明 ,电化学方法可以制备出纳米羟基磷灰石/胶原复合材料 ,其无机成分为53.9±3.2% ,并且无机相的组成、分布、性质与自然骨非常一致 。

纳米羟基磷灰石/胶原复合材料制备方法比较研究

低温下,通过将水热合成的纳米羟基磷灰石浆料与中性胶原溶胶共混和在中性胶原中原位形成羟基磷灰石两种方法制备羟基磷灰石/胶原复合材料,采用XRD、FTIR、扫描电镜、透射电镜和力学性能测试等方法对两种复合材料的特性进行了表征。通过对两种方法制备的复合材料的特性进行比较,发现两种方法均制备得到了纳米羟基磷灰石/胶原复合材料,复合材料在晶相组成、化学组成、纳米羟基磷灰石晶体尺寸、胶原纤维的结构等方面都与天然骨相似。但原位合成纳米羟基磷灰石晶体的结晶度比水热合成的纳米羟基磷灰石更接近于自然骨,原位合成的羟基磷灰石/胶原复合材料的均匀性、界面结合紧密度、力学性能等方面均优于共混法。原位合成法是改善纳米羟基磷灰石/胶原复合材料均匀性和力学性能的有效方法。

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料的制备与性能研究

以饱和Ca(OH)2上清液、磷酸和胶原蛋白为原料,在36～39℃、pH=8～9条件下,用共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架材料。用XRD、SEM、TEM、IR对材料的晶相结构、结晶程度、化学键结构、微观形貌、晶粒大小进行分析。结果表明:复合材料由低结晶度的纳米羟基磷灰石(5nm×60nm～20nm×100nm)和胶原蛋白纤维组成,二者之间形成了紧密键合。

纳米羟基磷灰石/胶原复合材料结合血管内皮生长因子修复兔桡骨缺损

背景:纳米羟基磷灰石/胶原复合材料(nano-hydroxyapatite/collagen,NHAC)是一种理想的骨组织工程支架替代材料,血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种促进血管生成最强的生长因子,加入到NHAC中使其缓慢释放,来说明其良好的骨组织修复能力。目的:探讨NHAC结合VEGF修复骨缺损的效果。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-10/2009-01在中南大学湘雅医学院动物实验室完成。材料:将纳米羟基磷灰石粉末和胶原蛋白粉末按8∶2的比例调和制备NHAC人工骨。再将2μgVEGF与调和好的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白混合固体粉末以1.8∶1的质量比调和制备NHAC/VEGF人工骨。每块人工骨含有纳米羟基磷灰石粉末0.5g、胶原蛋白0.125g、VEGF150ng。方法:建立兔单侧桡骨1cm缺损动物模型36只,按随机原则分为3组。空白组骨断端不做任何处理,NHAC组骨缺损端植入NHAC人工骨,NHAC/VEGF组骨缺损端植入NHAC/VEGF人工骨。主要观察指标:在术后2,4,8周,每组各取4只兔子通过大体观察、X射线片、病理组织切片以及骨密度测定等评价骨愈合的程度。结果:X射线摄片检查:在各个时间段,NHAC/VEGF组骨痂的生长量及骨缺损的修复程度均比NHAC组和空白组好,且NHAC组好于空白组。骨密度测定:术后各时间点的骨密度测定两两比较差异有显著性意义(P均<0.05)。组织学检查NHAC/VEGF组在胶原纤维、成骨细胞及骨小梁的生成情况方面好于NHAC组和空白组,且NHAC组好于空白组。结论:NHAC与VEGF复合骨具有良好的诱导成骨作用,使骨细胞增生活跃,骨折愈合加快,可作为一种新型复合人工骨修复骨缺损。

纳米羟基磷灰石复合胶原材料骨膜下引导成骨及可吸收性的研究

目的:定量观察纳米羟基磷灰石复合胶原材料(nHAC)在骨膜下的成骨高度及可吸收速度,为其应用于萎缩牙槽嵴加高术提供可靠的数据依据。方法:免颅骨骨膜下埋植nHAC于不同时间点取材,常规标本制作后,用显微测微尺C5型网格,采用“数点法”测量各时间点标本中新骨形成的高度及材料的剩余量,并和羟基磷灰石(HA)组对比。结果:术后12周时nHAC组新骨形成的高度为2.63mm,材料剩余量占原植入材料的53.2%,被吸收的材料量占46.8%。结论:nHAC在骨膜下引导新骨生成的同时可以被吸收。