磷酸盐粘结羟基磷灰石支架及其生物相容性研究

以羟基磷灰石为原料,镁、铝酸式磷酸盐为粘结剂,采用有机泡沫浸渍法制备骨组织工程羟基磷灰石多孔支架。扫描电镜(SEM)观察表明,高温煅烧的支架较好地复制了泡沫的三维结构孔隙特征,可满足组织工程对支架结构方面的要求。XRD分析表明,在1150℃下煅烧时间较短时,支架由HA和Ca7Mg2P6O24组成,煅烧时间较长时,支架由(Ca,Mg)3(PO4)2组成,没有发现CaO的衍射峰。体外细胞与支架复合培养研究表明,支架具有良好的生物相容性,并且表现出一定的降解性能。

有机泡沫浸渍法制备多孔β-TCP支架及生物相容性研究

以制备满足骨组织工程要求的支架为目的,将β-TCP粉末与Al2O3-MgO-H3PO4粘结剂按一定比例调和成浆料,采用有机泡沫浸渍法使其成型,低温烘干后于900-1200℃烧结制得多孔β-TCP支架.然后接种从胚胎胫骨分离的成骨细胞,进行材料-细胞复合培养后,通过扫描电镜观察细胞在陶瓷表面附着、生长等情况,评价其生物相容性.研究表明,采用有机泡沫浸渍法制备的β-TCP支架具有三维开孔网状结构,而且复合培养后的陶瓷表面有许多形态良好的成骨细胞附着,具有良好的生物相容性.

多孔双相磷酸钙骨组织工程生物支架的制备及性能研究

以碳酸钙（CaCO3）和磷酸（H3PO4）为原料,用湿法合成了双相磷酸钙陶瓷粉体,再采用激光成型技术处理聚氨酯泡沫载体,通过有机泡沫浸渍法合成多孔双相磷酸钙生物支架。采用X射线衍射仪（XRD）,红外光谱分析（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对样品的组成和形貌进行了表征。结果表明：制得的粉体为双相磷酸钙粉体,包含β-TCP和HAP两相,其中β-TCP为主相,其质量比占86.7%;制得的多孔支架为双相磷酸钙生物支架,孔隙率为90%以上,抗压强度为0.12 MPa,多孔支架具有规则直通孔与不规则三维通孔相结合的孔洞结构,直通孔孔径范围为1.0~1.3 mm,三维通孔孔径范围为200~700μm,满足骨组织工程支架对多孔材料的孔径要求;双相磷酸钙粉体和双相磷酸钙生物支架均表现为无细胞毒性。

聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架修复大鼠骨缺损

背景:目前单一支架材料难以满足骨组织工程的成骨需要,多种材料组合的微球支架可以扬长避短,具有巨大的应用潜力。目的:探究新型复合材料聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架在动物体内的生物相容性、降解性及骨诱导性。方法:制备β-磷酸三钙骨水泥与聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架。将18只雄性SD大鼠按体质量分层随机分为3组,空白对照组双侧股骨缺损处不植入任何材料,对照组双侧股骨缺损处植入β-磷酸三钙骨水泥,实验组双侧股骨缺损处植入聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架,每组6只。术后4,8,12周,取出双侧股骨进行苏木精-伊红染色、Masson染色及骨钙素免疫组化染色。结果与结论:①苏木精-伊红染色与Masson染色:术后4周时,空白对照组骨缺损处由纤维组织包绕,大量炎性细胞聚集;对照组材料大部分降解,由纤维组织包绕,材料边缘有少量新生骨基质、骨小梁形成,周围有少量炎性细胞;实验组材料无明显降解,由纤维组织包绕,材料边缘有少量新生骨基质、骨小梁形成,周围有少量炎性细胞。至术后12周时,空白对照组骨小梁形态规则,彼此连接,无炎性细胞;对照组材料完全降解,骨小梁形态规则,形成厚的板层状,无炎性细胞;实验组材料部分降解,骨质增多、致密,无炎性细胞。②免疫组化染色:随着时间的延长,对照组骨缺损处骨钙素表达呈先升高后降低的趋势,空白对照组、实验组骨钙素表达呈逐渐升高趋势,对照组、实验组各时间点的骨钙素表达均高于空白对照组(P<0.05),实验组术后12周的骨钙素表达高于对照组(P<0.05)。③结果表明:聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架具有较好的生物相容性、骨诱导性和适中的生物降解性。

羟基磷灰石结合β-磷酸三钙及海藻酸盐作为牙槽骨修复材料的比较分析

背景:牙槽骨修复材料的种类很多,可以分为天然生物材料,人工合成材料和复合材料,各种类型的材料还可以通过化学生物等方法进行合成,其均有各自的优势和不足。目的:比较羟基磷灰石/β-磷酸三钙、纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐及单纯羟基磷灰石3种牙槽骨修复材料的细胞毒性及生物相容性。方法:将羟基磷灰石/β-磷酸三钙浸提液、纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐浸提液、羟基磷灰石浸提液分别与小鼠成骨前细胞、人成骨细胞共培养,XTT实验检测细胞线粒体活性(以单独培养的细胞为对照组),结晶紫分析实验检测细胞毒性(以DMSO培养的细胞为对照组)。取20只Wistar大鼠(购自北京维通利华实验动物有限公司),制备上颌右侧中切牙牙槽骨缺损模型,随机分4组干预:对照组不植入任何材料,其余3组分别植入羟基磷灰石/β-磷酸三钙、纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐及单纯羟基磷灰石材料,植入后7,21,42d,检测血清中RANKL、骨保护素质量浓度。实验已通过西南医科大学动物伦理委员会审批批准,审批号:IACUC20170315-07。结果与结论:①3组材料浸提液中小鼠成骨前细胞的线粒体活性与对照组比较差异无显著性意义(P>0.05),3组材料浸提液中人成骨细胞的线粒体活性与对照组比较差异均无显著性意义(P>0.05);3组材料浸提液中,纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐浸提液中两种细胞的线粒体活性最高;②3组材料浸提液对小鼠成骨前细胞与人成骨细胞的毒性均明显低于对照组(P<0.05);3组材料浸提液中,纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐浸提液对两种细胞的毒性最低;③纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐材料植入后7d的RANKL质量浓度低于21d(P<0.001),植入后42d的骨保护素质量浓度高于植入后7,21d(P<0.001);④结果表明相对于羟基磷灰石/β-磷酸三钙与单纯羟基磷灰石材料,纳米碳化羟基磷灰石海藻酸盐材料具有更好的生物相容性。