粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥固化时间和压缩强度的影响

目的 检测不同粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥 (carbonatedhydroxyapatitecement,CHC)的固化时间和压缩强度的影响 ,为其修复骨缺损提供理论基础。方法 采用研磨和超细粉体技术制备 4 0 0目、6 0 0目和超细粉体粒径的CHC干粉 ,检测不同粉体粒径对CHC固化时间和压缩强度变化。结果 超细CHC干粉平均粒径为3.10 9μm ,比表面积为 2 .2 88m2 /cm3 ,在 37℃、10 0 %湿度条件下CHC固化时间随粉体粒径减小而缩短 ,而固化后压缩强度随粉体粒径缩小而升高 ,超细粉体CHC初凝时间 3min ,终凝时间 8min ,最终固化后压缩强度 (5 1.0 4 2± 3.72 8)MPa。结论 超细CHC具有原位固化性能 ,固化时间合理 ,压缩强度高 。

碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的实验研究

目的通过动物实验观察一种新型的骨修复材料———碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的效果。方法在10只杂种犬肱骨近端制作骨缺损动物模型,采用碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损,并以高温烧结羟基磷灰石陶瓷作为对照,分别于术后5天、4周、8周、12周和16周处死动物,通过X线和组织学观察其修复效果。结果碳酸化羟基磷灰石水泥完全充填骨缺损,界面与骨结合紧密,生物相容性良好,并且随着植入时间的延长可逐渐降解并被新生骨爬行替代,与骨整合为一体。而羟基磷灰石陶瓷不能紧密充填骨缺损,在实验期间与骨界面清晰,并且没有见到降解现象。结论碳酸化羟基磷灰石水泥具有原位固化性能,是一种较为理想的新型骨缺损修复材料。

多孔碳酸化羟基磷灰石水泥植入修复兔包容性骨缺损的力学分析

背景:采用发泡剂成孔技术,制成了有知识产权的新型骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石,既保留了碳酸化羟基磷灰石骨水泥原位固化性能等所有的优点,同时又形成多孔结构。目的:通过动物实验观察新型的骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的力学效果。方法:30只新西兰大白兔,手术组25只在双侧股骨髁制备直径为5.5mm、深12mm的骨缺损动物模型,左侧植入多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥为实验组,右侧植入碳酸化羟基磷灰石骨水泥为对照组。非手术组5只,用于正常力学对照。将多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥试件经模仿体液浸泡,检测力学强度。同时在手术组背肌内分别植入多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥标准试件。分别于术后2,4,8,12,16周分批处死动物,进行试件骨内和肌内植入的力学实验分析和试件在模仿体液中浸泡后的抗压强度测试。结果与结论:多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥:2周时的骨内力学强度较低,4周时降到最低,8周时接近正常松质骨强度,12周时超过正常松质骨强度,16周时恢复到正常松质骨水平。碳酸化羟基磷灰石骨水泥:2周时骨内植入强度较多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥略高,4周时有所降低,8,12,16周时略升高,但是始终低于正常松质骨的强度。多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥和碳酸化羟基磷灰石骨水泥在SBF中浸泡的抗压强度变化不大。试件植入肌内后抗压强度变化非常显著。结果表明,多孔碳酸化羟基磷灰石水泥具有原位固化性能和一定的力学支撑作用,能作为自体骨移植的一种替代物修复骨缺损。

多孔碳酸化羟基磷灰石水泥修复双侧股骨髁骨缺损:同体随机对照16周组织学结果验证

背景:课题组采用发泡剂成孔技术,制成了有知识产权的新型骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石,既保留了碳酸化羟基磷灰石骨水泥原位固化性能等所有的优点,同时又形成多孔结构。目的:通过动物实验进一步验证制备的新型骨修复材料多孔碳酸化羟基磷灰石水泥修复骨缺损的效果。设计、时间及地点:同体对比观察实验,于2000-01/2002-08在解放军总医院骨科研究所及医学动物实验中心完成。材料:以碳酸钙、磷酸氢钙等化学试剂为原材料,通过高温烧结合成碳酸化羟基磷灰石粉体,粉体与固化液相混合原位固化形成碳酸化羟基磷灰石;在碳酸化羟基磷灰石粉体中加入成孔剂,成孔剂在骨水泥固化过程中发生化学反应产生二氧化碳气体,由此形成多孔碳酸化羟基磷灰石。方法:采用10只新西兰大白兔在双侧股骨髁制备直径为5.5mm、深12mm的骨缺损动物模型,随机选择一侧作为实验组,调和多孔碳酸化羟基磷化石,迅速将其置于特制的注射器中,注入骨缺损。另一侧为对照组,骨缺损直接填充碳酸化羟基磷化石。主要观察指标:分别于术后2,4,8,12,16周分批处死动物。通过X射线和组织学观察其修复效果。结果:实验组骨缺损逐渐被新生骨填充,骨组织逐渐改建,趋于成熟。对照组材料的边缘区有新骨生长,并随时间呈递增趋势,材料的中央区未见新骨组织。术后16周影像学检查,实验组材料与周围正常骨的密度相当,很难区分界线,对照组材料的可视面积明显减少。结论:多孔碳酸化羟基磷灰石水泥具有原位固化性能和良好的生物相容性,能作为自体骨移植的一种替代物修复骨缺损。

羟基磷灰石水泥的体外生物学安全性试验

羟基磷灰石水泥(HAC)是新型的羟基磷灰石类人工骨材料。1991年得到美国食品与药物管理局(FDA)的批准,在临床试用,用于颅骨缺损的填充治疗。华东理工大学最近研制出类似的HAC。我们用它的生理盐水浸出液对其进行了生物学安全性试验,包括细胞培养毒性试验、全身注射毒性试验、Ames试验、微核试验及UDS试验。结果表明HAC的浸出液对培养细胞的生长无抑制作用,对体细胞的遗传物质(染色体、DNA)无致突变作用。上述结果提示我们,HAC用于人体是安全的。

碳酸化羟基磷灰石水泥复合活性多肽修复骨缺损的研究

目的通过动物实验观察碳酸化羟基磷灰石水泥复合活性多肽P19修复骨缺损的效果。方法在10只杂种犬肱骨近端制作骨缺损动物模型,采用碳酸化羟基磷灰石水泥复合活性多肽P19修复骨缺损,并以单纯碳酸化羟基磷灰石水泥作为对照,在修复骨缺损后5d,4、8、12、16周处死动物,通过X线和组织学观察其修复效果。结果实验组和对照组修复材料均能完全充填骨缺损,界面与骨组织结合紧密,生物相容性良好,随着植入时间的延长,实验组修复材料可逐渐降解并被新生骨爬行替代,而对照组降解和新生骨替代速度相对较慢。结论碳酸化羟基磷灰石水泥是一种新型的骨缺损修复材料,活性多肽P19后可以促进碳酸化羟基磷灰石成骨和降解性能。

羟基磷灰石水泥人造骨的研究进展

羟基磷灰石水泥人造骨的研究进展王文波陈统一陈中伟羟基磷灰石水泥（ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅｃｅｍｅｎｔ，ＨＡＣ），亦称磷酸钙水泥（ｃａｌｃｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅｃｅｍｅｎｔ，ＣＰＣ），是由Ｂｒｏｗｎ和Ｃｈｏｗ于１９８５年研制出来的快速凝固型、非陶...

可注射性多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥的实验研究

目的研制一种可注射,并能原位固化形成多孔结构的骨替代材料. 方法在多孔碳酸化羟基磷灰石骨水泥(porous carbonated hydroxyapatite cement, PCHC)固化液中,添加0.35%磷酸化壳聚糖(P-chitosan, PC),制备注射性PCHC(injectable PCHC,IPCHC),并行pH值、固化时间、抗压强度、X线衍射(X-ray differaetion, XRD)分析,傅立叶变换红外线(fourier transform infrared, FTIR)分析及钙磷比等理化性能检测;对IPCHC固化产物行孔隙率、孔连通性、孔形态观察及扫描电镜观察;行IPCHC注射性和抗稀散性检测. 结果在固化液中添加0.35%PC,可成功制备IPCHC.系列检测表明,IPCHC固化产物与人骨矿物相相同;IPCHC的孔隙率为37.2%,103～384 μm间的孔隙分布占所有孔隙的56.11%,267 μm的孔径分布高,孔之间互相贯通,与人骨组织生长的最适空间100～400 μm 相符合;固化时间为12～16 min,能满足临床应用;抗压强度为4.3±2.6 MPa,与松质骨强度相当;钙磷比为1.64,与人骨钙磷比类似;晶格相中含有5.6%碳酸根,与人骨碳羟基磷灰石晶体结构中4%～6%的碳酸根含量相吻合.IPCHC的注射系数为95.13%±1.11%,显著高于PCHC注射系数68.78%±2.19%;其抗稀散性好,注入蒸馏水24 h无溃散现象. 结论固化液中添加0.35%PC,大幅度提高了注射性能,并获得优良的抗稀散效果.制备的IPCHC是微创手术较为理想的内置入代骨材料,尤其适合出血部位的骨缺损修复.

羟基磷灰石骨水泥中碳酸根存在的意义及其对溶解度的影响

目的探讨羟基磷灰石骨水泥中碳酸根存在的意义及其对溶解度产生的影响。方法制备碳酸化羟基磷灰石骨水泥,定量分析其固化产物晶体中的碳酸根结构。以磷酸钙骨水泥为对照组,分别预制直径为8 mm、高为12 mm的圆柱体试样。经模拟体液浸泡后,定期观察、测量每一试样的失重率,对照分析其体外溶解性的差别。结果碳酸化羟基磷灰石骨水泥固化产物的晶体中含有质量浓度5.6%的碳酸根,与自然骨的矿物成分更接近。随着时间的改变,材料在模拟体液中逐渐由白色转为微黄色,棱角逐渐变钝。体视显微镜下观察发现材料表面出现点、坑、片状溶蚀,碳酸化羟基磷灰石骨水泥较磷酸钙骨水泥更明显。失重率的检测表明,酸化羟基磷灰石骨水泥的失重率改变明显高于磷酸钙骨水泥。结论羟基磷灰石骨水泥中碳酸根的存在可增加其溶解度,加快降解速度。

新型钇-羟基磷灰石骨水泥的制备及性能研究

利用高温固相法合成了掺钇的磷酸四钙,将其与无水磷酸氢钙以物质的量比1∶1混合制备了钇-羟基磷灰石骨水泥(Y-HAC)。结果表明:少量钇的掺入不会改变骨水泥的水化产物,骨水泥能正常水化,水化产物为弱结晶羟基磷灰石。与纯羟基磷灰石骨水泥(HAC)相比,Y-HAC的湿态抗压强度提高了120%,干态抗压强度提高了85%。同时,钇的掺入还提高了材料的孔隙率。Y-HAC的微观结构呈现紧密结合的片状羟基磷灰石结晶体。体外释放实验表明,钇的释放量极低,说明钇-羟基磷灰石骨水泥具有较好的稳定性。Y-HAC是一种很有前途的骨组织修复材料,并可用于载药材料和骨组织工程支架材料。

固化条件对掺锶羟基磷灰石骨水泥凝结时间的影响

在类生理条件下制备了新型掺锶羟基磷灰石骨水泥,系统考察了固化条件,包括固化液浓度、固/液质量比、晶种含量、固化温度及掺锶量等对其凝结时间的影响规律。结果表明:合理选取稀磷酸固化液浓度、控制固/液质量比可以使该类水泥的凝结时间符合临床应用标准。固化液浓度较低时,加入适量的晶种可以有效缩短凝结时间。固化温度对掺锶羟基磷灰石骨水泥的固化过程有显著影响,提高温度促进水化进程,缩短了凝结时间。此外,相同固化条件下,掺锶量对该类水泥凝结时间有一定影响,表现出锶元素对羟基磷灰石结晶过程的阻滞效应。

改进羟基磷灰石骨水泥的降解性研究进展

羟基磷灰石骨水泥(HAC)的化学成分与人体骨组织的主要成分羟基磷灰石(HA)极为相似,在骨填充材料方面获得成功应用,但HAC结构稳定性高,植入生物体内长期不容易降解,作为骨组织工程修复材料使用受到限制。本文将HAC与锶、可降解生物纤维复合、调节钙磷比例、使HAC碳酸化以及改变固化液等提高HAC降解性的途径作出归纳,并就HAC降解性研究存在的问题和应用前景作出展望。

羟基磷灰石骨水泥人工骨及其性能研究

目的 研制一种羟基磷灰石骨水泥人工骨 ,检测其物理特性。方法 通过材料的制备及采用 X射线分析、强度测定、孔隙率测定及电镜扫描等方法进行研究。结果 该材料用聚合有机酸水溶液和有机酸溶液作为固化液时 ,初凝时间可缩短 ,制成的人工骨样块强度在 5 0 m pa以上 ,初凝时间约 4～ 8min,电镜扫描及孔隙率测定表明其孔隙分布在 2 0 %～ 70 % ,孔隙率是可选择的。结论 该材料具有良好的压缩强度及可控孔隙率等参数 。

含锶羟基磷灰石骨水泥强化动力髋螺钉的极限载荷性能测试

目的测试采用含锶羟基磷灰石骨水泥(Sr-HAC)强化动力髋螺钉(DHS)固定股骨粗隆间骨折后的极限载荷性能。方法 18具老年人骨质疏松股骨标本,随机分成三组,每组6例,对照组(正常标本),其中二组制成EvansⅢ型骨折模型,一组应用DHS固定,另一组应用Sr-HAC强化DHS固定,测量各组的最大载荷。结果正常标本组的极限载荷最大,Sr-HAC强化DHS内固定股骨粗隆间骨折的极限载荷次之,单纯DHS内固定组的极限载荷最小,其中Sr-HAC强化DHS组与单纯DHS内固定组相比差异有统计学意义(<0.05)。结论采用Sr-HAC DHS内固定,能提高DHS的极限载荷,可能减少内固定的失败。

碳酸化羟基磷灰石-骨界面的生物力学和组织学研究

目的新型骨缺损修复材料碳酸化羟基磷灰石水泥(CHC)植入骨内,检测不同时间CHC鄄骨界面的生物力学和组织学变化。方法 成年雄性杂种犬股骨远端制备分离动物模型,实验组植入CHC,对照组植入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA),观察术后不同时间植入材料鄄骨界面组织学和生物力学的变化。结果随实验时间的延长,实验组界面结合强度逐渐升高,16周时达到281N,而对照组界面结合强度则逐渐降低。组织学观察表明随实验时间延长,实验组界面CHC逐渐降解,并且新骨逐渐长入,对照组界面形成纤维组织。结论CHC生物相容性良好,能够与骨直接结合并逐渐整合为一体,界面结合力随时间延长逐渐升高。

梯度掺锶羟基磷灰石骨水泥的体外细胞生物学性能

背景:锶掺入羟基磷灰石骨水泥后可以改善材料的结晶性和相容性,但产生的细胞毒性以及对细胞表面黏附、增殖和表达的影响还需要深入研究。目的:观察梯度掺锶羟基磷灰石骨水泥的体外细胞生物学性能。方法:制备4组羟基磷灰石骨水泥试样,分别编为0%,1%,5%和10%掺锶羟基磷灰石骨水泥,每组取6个平行试样紫外线照射灭菌3 h备用。浸提递质为含体积分数10%胎牛血清的DMEM培养液。按照掺锶羟基磷灰石骨水泥粉末质量∶浸提液=1 g∶10 mL比例配制。选用L-929成纤维细胞和幼兔成骨细胞,对成骨细胞进行鉴定。扫描电镜观察幼兔成骨细胞在梯度掺锶羟基磷灰石骨水泥表面的黏附和增殖情况,细胞的表达情况采用碱性磷酸酶活性检测法检测。结果与结论:①不同掺锶量羟基磷灰石骨水泥的细胞毒性评级均为0或1级,各试样的细胞毒性与其掺锶量、作用时间、浸提液浓度有一定关联性。②适量锶元素的加入可以促进成骨细胞的黏附、增殖及表达,改善材料的溶解动力学,提高其生物降解性,更加符合临床要求。但目前尚缺乏有关的远期实验结果。

AF和羟基磷灰石骨水泥椎体灌注成形术治疗胸腰椎骨折附12例报告

目的评价应用AF和羟基磷灰石骨水泥椎体灌注成形术治疗胸腰椎骨折的疗效。方法对12例胸腰椎不稳定骨折进行后路AF复位内固定后经伤椎椎弓根灌注入羟基磷灰石骨水泥。结果平均随访13个月,椎体前后缘高度由术前的平均47.7%和88.8%增加到术后的平均96.8%和97.3%;末次随诊时,椎体的前后缘高度平均为96.7%和97.1%;cobb角由术前的平均310到术后的平均5.20,骨水泥无外渗,内固定无松动及断裂现象。结论应用后路AF复位内固定胸腰椎骨折,同时经伤椎椎弓根灌注羟基磷灰石骨水泥,提供了三柱的即刻稳定性,防止了术后椎体的塌陷,减少了由此造成的并发症。

含锶磷灰石骨水泥浆体的pH值及其固化体的体外细胞毒性评价

在线测量了自制含锶羟基磷灰石骨水泥(Sr-CPC)浆体在水化过程中的pH值实时变化以及各固化体在培养液中浸泡不同时间后其浸提液的pH值,并利用MTT比色法评价了该水泥固化体的体外细胞毒性.XRD与FTIR分析表明,固化体在SBF中浸泡24h后,水化产物为锶钙羟基磷灰石固溶体,而且该固溶体中含有与骨磷灰石类似的CO32-;各水泥浆体pH值的在线测量表明,不同含锶量水泥浆体的pH基本在6.5-7.8之间变化,接近中性;体外细胞毒性试验表明,不同含锶量水泥固化体的细胞毒性为0或1级,且细胞毒性与各水泥固化体浸提液的浓度、作用时间有一定的关联性.

本期专题：骨科生物材料羟基磷灰石的研究与应用（本刊中文部）

9聚磷酸钙纤维增强a-磷酸三宅丐／纳米羟基磷灰石骨水泥复合材料的力学性能 史雪婷，徐立新，石宗利（兰州交通大学机电工程学院材料科学系，甘肃省兰州市730070） 推荐理由：磷酸钙骨水泥类材料的主要缺点是脆性大、强度低，特别是抗弩强度低，仅能用于松质骨的修复，使其应用范围受到较大限制。纤维增强是生物医用材料最主要的增强方式之一，近期研究表明多种纤维可提高磷酸钙骨水泥的力学性能。

纤维连接蛋白模拟多肽改进碳磷酸钙骨水泥反应性的体外研究

目的:寻找改进羟基磷灰石类骨修复材料生物活性的方法。方法:用固相法合成了多肽P19和P18,测定了P19与羟基磷灰石的结合特性,测定了P19对于成骨细胞附着的影响以及在P18与P19存在的条件下,成骨细胞的增殖特性,并用扫描电镜观察了附着在碳磷酸钙骨水泥(calciumcarbonatedphosphatecement,CPCC)材料表面的成骨细胞形态,并用DNA测量法测定了细胞在材料表面增殖特性。结果:P19铺板后能增强P18促进细胞增殖的作用。多肽分子P19对于成骨细胞的作用与纤维连接蛋白类似,多肽和CPCC结合后仍然保持其各自的生物活性,吸附在材料表面的P19能够促进成骨细胞在材料表面的附着,经过P19多肽修饰的CPCC表面能够明显增加成骨细胞吸附的数量,并能够促进成骨细胞的增殖。P18和P19之间存在一定的协同作用。结论:合成的P19融合肽可以作为HA类骨损伤修复材料的生物活性添加成分以及种植体涂层的修饰,这一方法和技术在HA骨修复材料的改进以及种植体涂层修饰方面有着潜在的临床应用前景。