脱细胞真皮基质/磷酸氢钙骨复合支架的制备和体内成骨研究

目的探讨脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix,ADM)/磷酸氢钙(dicalcium phosphate,DCP)复合支架的理化特性、成骨性能及在兔股骨髁缺损模型中的成骨能力。方法采用微纤维化技术制备ADM/DCP复合支架,行DNA残留、脂肪含量及α-半乳糖基抗原(α-1,3-galactosyle,α-Gal)抗原表位数检测ADM/DCP复合支架的脱细胞效果;场发射扫描电镜观察及压汞仪测定支架孔隙率行支架微观结构表征;行支架X射线衍射分析晶型是否发生变化;支架溶解性检测溶液pH值和钙离子含量;支架体外矿化实验观察表面矿化物。选取健康雄性新西兰大白兔12只,制备兔股骨髁缺损模型,左、右侧缺损处分别植入ADM/DCP复合支架(实验组)和骼金?人工骨修复材料(对照组)。术后6、12周取材行大体观察;行Micro-CT检测并定量分析相关指标[骨体积(bone volume,BV)、骨体积分数(bone volume/tissue volume,BV/TV)、骨表面积和骨体积之比(bone surface/bone volume,BS/BV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁数目(trabecular number,Tb.N)、骨小梁间隙(trabecular separation,Tb.Sp)、骨密度(bone mineral density,BMD)];行HE染色和Masson染色,观察骨缺损修复及骨基质成熟情况。结果大体观察示ADM/DCP复合支架为白色海绵状固体。与ADM相比,ADM/DCP复合支架的DNA残留、脂肪含量和α-Gal抗原含量均大幅降低(P<0.05)。场发射扫描电镜观察示ADM/DCP复合支架具有多孔联通结构,猪真皮纤维上附着DCP颗粒;压汞仪测得ADM/DCP复合支架孔隙率为76.32%±1.63%。X射线衍射分析示,ADM/DCP复合支架中的DCP晶相保持完整。体外矿化结果示ADM/DCP复合支架的羟基磷灰石层基本成熟。兔股骨髁缺损修复实验示,术后12周切口完全愈合,无骨痂、骨赘。术后12周,Micro-CT观察示两组材料缺损部位已完成骨性愈合且生成大量新生骨组织,密度与周围骨组织无差异,两组材料成骨性能相当;除实验组Tb.Sp显著大于对照组(P<0.05)外,两组BV、BV/TV、BS/BV、Tb.Th、Tb.N、BMD比较差异均无统计学意义(P>0.05)。术后6、12周HE染色和Masson染色示两组新生骨和自体骨融合良好,骨组织均趋于成熟。结论ADM/DCP复合支架具有良好生物相容性,修复兔股骨髁缺损具有与人工骨修复材料相似的成骨能力,是骨修复领域具有应用潜力的新型支架材料。