锶磷灰石修复下颌骨缺损的实验研究

目的 用不同浓度的锶磷灰石 (Sr-HAP)植入动物体内 ,观察该材料的生物学反应 ,为其临床应用作前期研究。方法 将 2 4只新西兰大白兔分为 3组 ,双侧下颌角均造成 6mm× 12mm× 4mm的缺损 ,用不同浓度 ( 10 % ,5 % ,0 % )的含锶羟磷灰石块分别予以修复 ,术后 1月 ,3月 ,6月时随机处死一组分别进行尸解、四环素荧光标记、定量组织学观察以评估其生物性能。结果 锶磷灰石复合人工骨未引起感染和排斥反应 ,术后材料降解早 ,新生骨大量进入材料间隙 ,其成骨量明显较纯羟基磷灰石为多 ,且统计学上有差异 ,5 %的锶磷灰石烧结体内新生骨成熟度较 10 %者为高 ,但统计学上未显示出成骨量的差异 ,术后 3月时锶磷灰石周边出现强而亮的黄色荧光环 ,术后 6月时荧光环仍未消退。结论 ( 1)锶磷灰石有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性 ,并具有一定程度的骨诱导性。 ( 2 )锶元素浓度并非是影响总成骨量的关键因素 ,总成骨量可能主要与生物降解的程度大小有关。 ( 3)锶的存在不但提高了新骨的总生成量 。

锶磷灰石生物特性的初步研究

目的 :锶磷灰石是一种新型的磷灰石类陶瓷 ,本研究通过动物试验初步探讨其在生物体内的一些特性 ,为临床的广泛应用提供理论基础。方法 :2 4只新西兰大白兔分为 3组 ,双侧下颌角均造成约 6mm× 12mm× 4mm的缺损 ,用不同浓度 (10 % ,5 % ,0 )的锶磷灰石修复 ,术后 1月 ,3月 ,6月时随机处死 1组进行大体观察、X线摄片、组织病理、核素扫描 (发射计算机断层术分析 ) ,评价其生物学性能。结果 :锶磷灰石复合人工骨所致感染和排斥反应均较轻 ,组织切片上反映随材料的降解 ,新生骨大量长入现象比羟磷灰石更为明显 ,且周边软组织内有部分成骨现象 ,X线片上显示随时间的延长 ,材料和骨之间的密合度逐渐增加 ,6月时已几乎融为一体 ,同时锶磷灰石修复侧较羟磷灰石修复侧核素浓聚现象有明显的差异。结论 :锶磷灰石有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性 ,能提高新骨生成量 ,具有更好的骨缺损修复效果 。

锶磷灰石烧结体修复颌骨缺损的实验研究

目的 用不同比例的元素锶 (Sr)替代羟磷灰石 (HA)中的部分钙元素 ,通过动物实验研究该种复合人工骨在颌骨缺损修复中的应用。方法 将 32只新西兰大白兔 (简称新白 )分为 4组 ,在兔的下颌角造成约 2 m m×12 mm× 4mm的缺损 ,用不同浓度 (10 % ,5 % ,0 % )的含锶 HA块分别予以修复 ,于 2周 ,1月 ,3月 ,6月时随机处死一组进行尸解、组织学、扫描电镜观察以评价其骨修复能力。结果 掺锶羟基磷灰石复合人工骨几乎不引起排斥反应 ,术后早期即随材料的降解 ,新生骨引导进入降解间隙 ,并逐渐诱导未分化细胞转化为成骨细胞 ,随时间延长其成骨量明显较纯羟基磷灰石组为多 ,同时发现 5 %的锶磷灰石烧结体其成骨能力较 10 %者好。结论 掺锶羟基磷灰石较纯羟基磷灰石有更好的组织相容性、骨引导能力及生物降解率 ,并可能具备一定程度的骨诱导能力 ;掺锶羟基磷灰石的骨形成能力与其浓度并不成正相关。

锶磷灰石体外细胞毒性研究

目的评价锶磷灰石的细胞毒性。方法用增殖度法、MTT比色法、流式细胞仪法评价锶磷灰石的细胞毒性,锶磷灰石掺锶量分别为0%、1%、5%、10%、100%。结果所有不同掺锶量锶磷灰石均无明显细胞毒性表现,但随着掺锶量的增加细胞毒性有逐渐明显的趋势。流式细胞仪检测表明,1%、5%锶磷灰石的细胞毒性与纯羟磷灰石无明显差异。结论锶磷灰石具有良好的细胞亲和性;掺锶量为10%、100%的锶磷灰石具有弱细胞毒性。

锶磷灰石多孔陶瓷复合成骨细胞的体内异位成骨研究

目的比较不同孔隙率的锶磷灰石(含5%锶的羟磷灰石,Sr-HA)陶瓷复合成骨细胞后体内异位成骨能力。方法实验试样分复合成骨细胞的不同孔隙率组和未复合成骨细胞的不同孔隙率组。先抽取健康兔的骨髓组织,体外培养,诱导分化为成骨细胞,分别与孔径约为450～700μm、孔隙率分别为50%、60%、70%的Sr-HA及孔隙率为70%的纯羟磷灰石陶瓷体复合,自体回植到兔左侧背脊肌内;未复合成骨细胞的不同孔隙率组试样则种植在兔右侧背脊肌内作为阴性对照。植入后4、12、24周取材,行大体观察、组织学检查。结果复合成骨细胞的各组陶瓷在植入兔背脊肌内4周后均有类骨质形成,随着植入时间的延长,骨组织的数量不断增加;孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷和HA陶瓷的成骨性能明显优于50%、60%孔隙率的Sr-HA陶瓷。未复合细胞的陶瓷材料在组织学检查中未见有类骨质形成。结论Sr-HA多孔陶瓷是较理想的骨组织工程支架材料,成骨细胞复合Sr-HA陶瓷用于骨缺损的修复,具有广阔的临床应用前景。

锶磷灰石多孔陶瓷动物体内降解的实验研究

采用溶液反应方法制备含5%(原子分数)锶的羟磷灰石(Sr-HA)原料,经干压成型、烧结后制得孔隙率约35%的圆片状多孔体,植入新西兰大白兔脊柱两侧背脊肌中,以纯羟磷灰石试样作为实验对照;通过扫描电镜、四环素荧光标记法观察种植体试样表面生物降解性和与周围软组织之间界面状况以及四环素荧光分布,评价锶磷灰石多孔陶瓷在动物软组织内的生物降解性、对组织生长的引导性等生物学行为。结果显示,锶磷灰石种植试样3个月时表面可见由于晶体降解而呈现出大量凹陷结构,凹陷结构的边缘较中心点的降解更为明显和快速;6个月时可观察到凹陷样结构处外围有明显的从外向内吸收特征,并且可观察到大量的强亮色条索状、团状荧光带,连成一片。而羟磷灰石对照组材料表面仅见少量的降解,四环素荧光呈点状弥散样,荧光强度较低。说明锶磷灰石具有良好的组织亲和性和组织引导性;与羟磷灰石相比,锶磷灰石的降解速度快,降解程度高。锶磷灰石可能具有诱导骨基质形成的作用。

锶磷灰石颌骨缺损修复的骨定量组织学研究

目的 以不同含锶量的锶磷灰石 (SrHAP)植入动物体内 ,进行材料 -骨界面骨形成定量组织学的观察分析 ,初步探讨该材料的生物理化性能。方法 将 2 4只新西兰大白兔分为 3组 ,双侧下颌角均造成约 6mm×12mm× 4mm的缺损 ,用 10 % ,5 % ,0 %的SrHAP分别予以修复 ,于 1月 ,3月 ,6月时随机处死一组取材做病理切片 ,通过定量组织学的方法进行分析评估。结果 5 %和 10 %的锶磷灰石成骨量与纯羟基磷灰石 (0 % )比在统计学上有差异 ,而 5 %与 10 %的锶磷灰石成骨量统计学上无明显差异。结论 锶的浓度与修复材料成骨活性之间并非成简单的正比关系 ,而是有一峰值的曲线关系。生物降解率是影响新生骨量的关键因素 ,锶磷灰石具有良好的生物降解率和合适的生物降解速率 。

神经生长因子复合锶磷灰石在即刻种植周围骨缺损修复中的动物实验

目的探讨神经生长因子复合锶磷灰石在即刻种植周围骨缺损的修复效果。方法 6只实验健康成年杂种犬,微创拔除双侧下颌第2、3、4前磨牙,同时即刻植入种植体共36枚,每只6枚。在每只实验犬的每枚种植体的近中制备4mm×5 mm×6 mm大小的骨缺损,随机分为实验组、阳性对照组和空白对照组,每组2处,给予不同方法处理。实验组缺损处植入神经生长因子复合锶磷灰石;阳性对照组缺损处植入锶磷灰石;空白对照组缺损处不植入任何材料。术后4、8周各处死3只实验犬,取得相应标本,分别行大体解剖观察,Micro CT观察,组织形态学观察。结果术后4、8周各组缺损处均有不同程度的骨组织再生,实验组新生骨密度及骨小梁较其他组明显增高和增多,阳性对照组组次之,空白对照组最差,且3组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论神经生长因子复合锶磷灰石是一种良好的骨修复材料,可促进即刻种植周围骨缺损的骨生成,提高骨结合率。

纳米锶磷灰石的体外细胞毒性研究

目的对纳米锶磷灰石进行体外细胞毒性试验,评价其生物安全性,为将其应用于骨折临床修复奠定基础。方法将不同浓度的纳米锶磷灰石浸提液与小鼠成纤维细胞L929体外共培养2d、4d、7d,倒置相差显微镜下观察细胞的形态变化;用四氮唑盐比色法(MTT)检测,计算细胞相对增殖度,用六级毒性分类法进行评级。结果培养期细胞贴壁生长,形态良好,随着培养天数的增加细胞大量增殖,毒级为0～1级。相同时间点不同浓度的纳米锶磷灰石浸提液的吸光度值无明显差异性(p>0.05)。结论初步证实纳米锶磷灰石具有人体应用的生物安全基础,无细胞毒性。

锶磷灰石多孔陶瓷不同孔隙率对成骨细胞生物学行为的影响

目的比较不同孔隙率的锶磷灰石(含5at％锶的羟磷灰石,Sr-HA)陶瓷在体外培养条件下对兔骨髓成骨细胞生物学行为的影响。方法抽取健康兔的骨髓组织,体外培养,诱导分化为成骨细胞,分别与孔径约为300μm-600μm、孔隙率分别为50％、60％、70％的Sr-HA以及孔隙率为70％的纯羟磷灰石陶瓷体复合,在不同时间点利用相差显微镜及扫描电镜观察,并进行碱性磷酸酶的定量检测。结果兔骨髓成骨细胞与不同孔隙率的Sr-HA陶瓷体外培养后,表现出典型成骨细胞的形态特征和生物学特性,Sr-HA多孔陶瓷有利于细胞的贴附、生长与增殖,并对细胞的功能无不良影响。其中,孔隙率为70％的Sr-HA陶瓷更有利于细胞向材料内部爬行。结论Sr-HA多孔陶瓷是较理想的骨组织工程支架材料,成骨细胞复合Sr-HA陶瓷用于骨缺损的修复,具有广阔的临床应用前景。孔隙率为70％的Sr-HA陶瓷由于具有良好的孔隙连通性,在促进成骨细胞生长方面表现出更佳的效果,较其他孔隙率的Sr-HA陶瓷更适用于骨组织工程支架材料。

不同孔隙率锶磷灰石陶瓷体内异位成骨能力的比较

采用健康兔的骨髓组织,体外培养,诱导分化为成骨细胞,分别与孔径约为450～700μm、孔隙率分别为50%、60%、70%的Sr-HA以及孔隙率为70%的纯羟磷灰石陶瓷体复合,自体回植到兔背脊肌内。同时以未复合细胞的相同孔隙率的陶瓷材料作为对照,植入后4周、12周和24周取材,行四环素荧光染色观察,定量计算各组陶瓷材料新骨的形成量和速度,比较不同孔隙率锶磷灰石陶瓷材料的异位成骨能力。结果表明,复合成骨细胞的各组陶瓷在植入兔背脊肌内4周后均有新骨形成,随着植入时间的延长,骨组织的数量不断增加;孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷和HA陶瓷的新骨形成数量和速度明显优于低孔隙率的Sr-HA陶瓷。四环素荧光标记还显示未复合成骨细胞的Sr-HA陶瓷和HA陶瓷孔隙内也有荧光沉积。Sr-HA多孔陶瓷是较理想的骨组织工程支架材料,成骨细胞复合Sr-HA陶瓷用于骨缺损的修复,具有广阔的临床应用前景。

纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料的生物安全性研究

目的评价新型生物材料纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料的生物安全性。方法对纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料的生物安全性进行体外评价,分别进行以下实验:急性全身毒性实验;血液相容性评价(溶血试验);热原试验;皮内刺激实验。结果纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料对生物体无毒性、无致热原性、无刺激性,不引起溶血反应。结论纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料具有良好的生物安全性,有望作为新型骨植入生物材料应用于临床。

锶磷灰石在即刻种植骨缺损修复中应用的动物实验研究

目的:研究5%锶磷灰石(strontium substituted hydroxyapatite,Sr-HAP)在即刻种植时对骨缺损修复的生物学特性。方法:将6只犬随机分3组,拔除其下颌左右侧第2、4前磨牙,在其近中根牙槽窝处制备种植床,即刻植入种植体,同时在种植体远中颈部牙槽骨处造成3mm×3mm×5mm大小的骨缺损(右侧为实验组,左侧为对照组),实验组骨缺损处填入5%的锶磷灰石,对照组骨缺损处不放置任何材料。分别于术后1、2、3个月各处死2只犬,行大体观察、X线片、光镜观察。结果:动物对锶磷灰石几乎不产生炎症和排斥反应。术后1个月,X线片显示植入材料呈阻射影,有新骨生成,但骨质密度较低;光镜下可见种植体颈部远中加锶磷灰石处,材料颗粒稍有降解,降解处被紫色的新生骨所占据,颗粒内可见新生骨基质,种植体周围未见炎性细胞浸润。术后3个月,X线片显示种植体周围骨质密度更高,实验侧牙槽嵴顶比对照侧高而丰满;光镜下可见植入材料颗粒已基本和新生骨融合在一起,材料颗粒已降解得很小,被大量紫蓝色的新生骨所包绕。结论:5%的锶磷灰石具有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性;5%锶磷灰石在早期对于引导新生骨生成及维持骨量有一定的作用,是骨缺损,尤其是即刻种植时骨缺损修复的较好生物材料。

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.

锶磷灰石@壳聚糖-聚氧化乙烯@明胶复合支架制备及其生物性能探究

为了模拟自然骨的成分以及进一步提高材料的生物活性,制备羟基磷灰石@壳聚糖@明胶和锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架,并对两种材料的生物性能进行表征。通过同轴电纺制备核壳结构的壳聚糖@明胶纤维;并采用化学沉积方法,在壳聚糖@明胶纤维表面沉积羟基磷灰石或锶磷灰石颗粒。结果显示:沉积锶磷灰石后,支架仍然能保持利于细胞生长的网状结构;细胞毒性实验和增殖实验结果表明,MG-63细胞在支架材料上的存活率均超过70%;与羟基磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架相比,锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架的细胞存活率更高,表明该材料确实促进细胞的生长和活性。因此锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架有良好的骨组织工程应用前景。

理想化学配比掺锶羟基磷灰石的热稳定性

考察了几种不同掺锶量的理想化学配比锶磷灰石粉末在不同温度热处理后的相结构与化学成分,并观察其晶粒微观形貌与尺寸的变化。高温下HAP存在着分解和合并长大之间的竞争。随加热温度升高至1300℃,纯HAP基本不分解,但晶粒明显由600℃下20nm^40nm长大到1300℃下的~20μm;而Sr2+取代Ca2+固溶入磷灰石晶格后,因Sr2+半径较大且对磷灰石晶体生长有抑制作用,使掺锶磷灰石分解过程比合并长大过程更为有利,因此,掺锶磷灰石晶体900℃便开始部分分解生成磷酸三钙;随温度逐渐升高,掺锶磷灰石晶体分解加剧,同时晶体有所长大但幅度不如纯HAP明显,1300℃下仍维持类等轴形状(440nm^730nm×220nm^370nm);增大锶固溶量则加剧分解程度。

掺锶对羟磷灰石细胞毒性的影响

探讨掺锶对羟磷灰石细胞毒性的影响。合成含锶量分别为1%、5%、10%、100%的锶磷灰石陶瓷,应用MTT法及流式细胞仪法评价其细胞毒性,以纯羟磷灰石和空白培养液作对照。各实验组细胞毒性评级均为0级或1级,无明显细胞毒性,但随着掺锶量的增加细胞毒性有增大趋势;流式细胞仪法证实,锶羟磷灰石无显著细胞毒性。锶磷灰石没有明显细胞毒性,掺锶对羟磷灰石细胞毒性影响较小,锶磷灰石可能具有良好的生物相容性。

掺锶羟磷灰石固溶体陶瓷不同孔径对成骨能力的影响

通过控制发泡剂粒径的方法制得两组孔隙率相同孔径尺寸不同的掺锶羟磷灰石多孔体陶瓷:S组平均孔径200μm;L组平均孔径750μm。植入兔桡骨缺损部位,植入后3、6和12周取材,行X线观察、大体标本观察、组织学图像观察和四环素荧光染色观察,来对比不同孔径的锶磷灰石陶瓷多孔体的骨融合能力。结果表明锶磷灰石陶瓷多孔体具有良好的生物相容性及骨传导性;两种孔径材料都有良好的成骨性能,大孔径组锶磷灰石陶瓷多孔体材料比小孔径组材料有更佳的骨修复效果;且大孔径组在12周就能观察到陶瓷材料的降解以及新生骨包绕降解陶瓷颗粒生长的现象。

掺锶羟基磷灰石的制备与性能研究

掺锶羟基磷灰石的骨缺损修复效果优于羟基磷灰石.以四水硝酸钙[Ca(NO_3)_2·4H_2O]、磷酸氢二铵[(NH_4)_2HPO_4]、硝酸锶[Sr(NO_3)_2]为原料,180℃下水热处理8h制得Sr-HA.通过XRD、FTIR、TEM、EDX和TG/DTA对Sr-HA的晶相、化学组成、形貌和热稳定性进行分析,并通过细胞培养,MTT比色法对材料的细胞毒性进行评价.结果表明:Sr取代部分Ca进入HA的晶格中.随着Sr含量的增加,Sr-HA晶粒尺寸呈减小趋势,热稳定性下降.掺锶对羟基磷灰石细胞毒性影响较小,锶磷灰石具有良好的生物相容性.

掺锶量对羟基磷灰石形貌及其荧光特性的影响

采用水热合成法制备了一系列具有不同微观形貌和荧光性能的掺锶羟基磷灰石粉末。通过X射线衍射、红外光谱、电子能谱、扫描电镜和荧光光谱表征样品的物相、形貌及荧光性能。结果表明:所制备的样品形貌为1～3μm的由微小晶粒聚集而成的球形颗粒,但随着掺锶量的变化,组成球形颗粒的微小晶粒形貌会出现较大的差异。未掺锶羟基磷灰石晶粒形貌为短棒状,随着掺锶量的增加,微小晶粒逐渐变为片状而后转变为长棒状。样品能在紫外光(波长351 nm)激发下发出明亮的蓝色荧光(波长375～500 nm,最强峰位432 nm),且荧光强度随掺锶量增加先增强,而后减弱,在掺锶量为30mol%时达到最大。