一种生物医用近β钛合金的力学性能和腐蚀性能研究

针对目前临床介入治疗中对血管内支架用材的要求,采用自主研制的新型近β医用钛合金TLE ,研究了该合金的力学性能和腐蚀性能。测试了合金的室温和高温拉伸力学性能,利用光学显微镜观察金相组织、扫描电子显微镜观察断口形貌。结果表明,与临床上使用的3 16L不锈钢、钛镍合金相比较,新型近β钛合金TLE具有与3 16L不锈钢相当的强度和良好的冷热成形能力。分析合金在Ringer′s生理盐液中的电化学腐蚀极化曲线发现:各种状态的TLE合金均具有比3 16L不锈钢、钛镍合金更好的耐腐蚀性能。

Ti-13Nb-13Zr合金力学性能和显微组织的研究

研究了Ti 13Nb 13Zr合金在β相区和 (α +β)两相区固溶和时效处理后其合金力学性能及组织变化规律。分析发现在β相区固溶的合金 ,水冷时生成针状马氏体α′,空冷时生成亚稳定 β相和少量αp,在 (α +β)两相区固溶生成β转和αP。在 β相区和 (α +β)两相区固溶试样经时效后 ,晶粒内部主要析出点状和棒状αS。在 75 0℃ /1h固溶 (WQ)和低温 5 10℃ /6h时效的合金抗拉强度高、塑性较高、弹性模量低 。

远端锁钉数目对加锁髓内钉力学性能影响的研究

目的 测试远端锁钉数目对加锁髓内钉整体力学性能的影响。 方法 实验共选用国产 TAMZ钛合金制造 9mm胫骨加锁髓内钉 2 0根 ,将所有髓内钉随机分成单钉组 ,远端仅安装 1根锁钉 ;双钉组 ,远端安装 2根锁钉。各组再平均分成两小组 ,将髓内钉安装在自行设计的不锈钢模型中 ,利用万能力学实验机测试各组髓内钉的抗压缩和抗扭转力学特性。 结果 在压缩实验中单钉组平均最大压缩载荷为 1880 N,双钉组的平均最大载荷为 2 16 0 N,两组比较有统计学意义 (P<0 .0 5 ) ;在扭转实验中平均最大扭矩、扭角单钉组分别为 5 5 .5 Nm和 5 8.0°,双钉组分别为 5 5 .8Nm和 5 8.3°,两组无差异 (P>0 .0 5 )。 结论 单根锁钉的力学性质可满足临床要求。临床上安装髓内钉时 ,长管状骨近端或中 1/ 3较稳定的骨折 ,可在远端选择安装 1根锁钉 ;而远端 1/ 3骨折或者粉碎性、伴骨缺损的严重骨折 ,应在远端尽量安装 2根锁钉。

新型串孔型髓内钉的研发与静态力学研究

目的 :研究开发新型串孔型胫骨髓内钉 ,并对其进行静态力学测试。方法 :分实验组和对照组两组 ,实验组利用新型钛合金TAMZ为原料 ,制造 9mm胫骨串孔型髓内钉 9根 ,对照组选用 9mm国产不锈钢胫骨髓内针 9根 ,分别将髓内钉安装在自行设计的模型中 ,测试其压缩、弯曲和扭转力学特性。结果 :两组抗压缩能力上无统计学差异 ,实验组有更好的扭转刚度 ,实验组的主钉弯曲强度高于对照组 ,但缩孔处强度低于对照组。结论 :新型髓内钉不但在结构上有所改进 ,将大大方便临床使用 ,而且在力学上完全能够满足临床要求。

恒磁场对大鼠主动脉平滑肌细胞基质金属蛋白酶的影响

目的:观察不同磁感应强度恒磁场对培养的大鼠主动脉血管平滑肌细胞基质金属蛋白酶2活性的影响,以探讨磁场是否能用于经皮冠状动脉支架介入治疗术后再狭窄的防治。方法:实验于2005-12/2006-08在解放军第四军医大学西京医院心内科实验室完成。取纯种雄性SD大鼠,体质量200～250g,用含体积分数为0.1小牛血清的DMEM培养液体外培养大鼠主动脉血管平滑肌细胞,实验随机分为对照组,1Gs恒磁场组、5Gs恒磁场组、10Gs恒磁场组、50Gs恒磁场组,其中对照组不予磁场干预,其他各组分别给予磁场干预继续培养48h。运用基质金属蛋白酶2活性酶图分析法结合吸光度扫描分析,观察恒磁场对血管平滑肌细胞的基质金属蛋白酶2表达的影响。结果:与对照组相比,各组基质金属蛋白酶2的活性均明显被抑制,差异有显著性意义[(831.25±2.38)×102,(690.57±2.57)×102,(574.35±1.98)×102,(401.05±1.96)×102,(316.23±3.24)×102,P<0.05],不同磁场强度组组间分析显示具有剂量依赖性,随磁场强度加大,抑制作用也增强。结论:适当强度的恒磁场抑制血管平滑肌细胞的基质金属蛋白酶2活性的表达,磁场对经皮冠状动脉支架介入治疗术后的再狭窄可能具有防治作用。

粗化处理对新型骨植入钛合金的生物相容性影响

目的研究国内新研制的骨植入钛合金TZS进行喷砂并酸蚀处理对成骨细胞生物学行为的影响。方法采用SD大鼠体外原代培养方法培养成骨细胞,并将细胞分别接种于新型钛合金(光滑表面)及表面处理的材料表面,建立体外共同培养模型。采用MTT比色法检测第3天成骨细胞的增殖率,扫描电镜(SEM)观察细胞形态学变化,培养第5天进行细胞碱性磷酸酶功能活性检测。结果喷砂与酸蚀处理组表面的成骨细胞,在3 d时的细胞增殖率与光滑组比较有统计学差异(P<0.05);5 d时的处理组碱性磷酸酶活性检测值与光滑组比较无统计学差异(P>0.05);SEM观察成骨细胞在喷砂与酸蚀组表面具有典型形态特征,伸展良好,具有丰富的板状、丝状伪足,优于光滑组。结论喷砂并酸蚀处理的新型钛合金在体外实验表现为不同程度的促进成骨细胞增殖及功能活性表达。

不同强度恒磁场对大鼠主动脉内皮细胞增殖的影响

目的:观察不同强度恒磁场对大鼠主动脉内皮细胞增殖的影响。方法:将体外培养3代的大鼠主动脉内皮细胞分为对照组及不同强度(0.5,1.0,5.0,10.0,100.0,500.0Gs)磁场组。磁场作用时间为48h,用四唑盐比色法测定细胞增殖。结果:与对照组相比,0.5,1.0,5.0Gs磁场组细胞增殖显著高于对照组(分别为0.301±0.023,0.308±0.042,0.294±0.025和0.230±0.026;t=11.20,8.65,7.92;P<0.05);10.0Gs磁场组细胞增殖与对照组相比无明显差异(0.228±0.034和0.230±0.026;t=0.26;P>0.05);100.0Gs和500.0Gs磁场组细胞增殖显著低于对照组(分别为0.173±0.022,0.166±0.015和0.230±0.026;t=9.17,11.68;P<0.05)。结论:0.5～5.0Gs的恒磁场可以促进大鼠主动脉内皮细胞的增殖,而100.0Gs以上恒磁场可抑制内皮细胞增殖。

恒磁场对血管紧张素Ⅱ作用下人血管平滑肌细胞分泌与表达单核细胞趋化蛋白-1的影响

目的:观察不同强度恒磁场对血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)作用下人血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMC)分泌与表达单核细胞趋化蛋白-1(monocytechemoattractantprotein-1,MCP-1)的影响。方法:采用体外培养第4～6代的人脐动脉VSMC,实验分为6组,即对照组、AngⅡ(1×10-6mol/L)组及AngⅡ+不同磁感应强度(1,5,10,50Gs)的恒磁场组。各组细胞于培养及恒磁场作用24h后收集标本,用酶联免疫吸附试验(enzyme-linkedimmunoadsordentassay,ELISA)检测MCP-1的分泌量,免疫细胞化学检测MCP-1的蛋白表达。结果:AngⅡ1×10-6mol/L刺激VSMC24h,MCP-1的分泌量显著增高(P<0.05);而1,5,10,50Gs恒磁场组细胞MCP-1的分泌量显著低于AngⅡ组(F=752.89,P<0.05)。AngⅡ1×10-6mol/L与VSMC孵育24h后,MCP-1的表达显著增加(P<0.05和对照组);而1,5,10,50Gs恒磁场组MCP-1的表达显著低于AngⅡ组(F=238.26,P<0.05)。结论:1～50Gs的恒磁场可拮抗AngⅡ的作用,抑制VSMC分泌与表达MCP-1。

恒磁场对过氧化氢作用下人脐静脉内皮细胞增殖与凋亡的影响

目的 观察不同强度恒磁场对过氧化氢 (H2 O2 )作用下人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)增殖与凋亡的影响。方法 采用体外培养第 3代的HUVEC ,实验分为 6组 ,即对照组、1 0 0 μmol/LH2 O2 组及H2 O2 +不同强度 (1Gs、5Gs、1 0Gs、50Gs)磁场组。各组细胞于培养及磁场作用 48h后收集标本 ,用MTT比色法测定细胞增殖 ,末端脱氧核糖核酸酶介导的dUTP末端标记法 (TUNEL法 )和流式细胞仪碘化丙啶染色法检测细胞凋亡。结果 1 0 0μmol/LH2 O2 可抑制HUVEC增殖 ,诱导HUVEC凋亡 (P <0 0 5vs对照组 )。 1Gs、5Gs和 1 0Gs恒磁场组细胞增殖显著高于H2 O2 组 (P <0 0 5) ,细胞凋亡显著低于H2 O2 组 (P <0 0 5) ;50Gs恒磁场组细胞增殖和凋亡与H2 O2 组相比无明显差异 (P >0 0 5)。结论 1 0 0 μmol/LH2 O2 可抑制HUVEC增殖并诱导HUVEC凋亡 ;1～ 1 0Gs的恒磁场可强度依赖性拮抗H2 O2 对HUVEC的作用 ,促进HUVEC增殖并抑制HUVEC凋亡。

恒磁场对内皮细胞分泌和表达细胞间黏附分子-1及与单核细胞黏附的抑制作用

目的 观察不同强度恒磁场对氧化修饰低密度脂蛋白 (OX LDL)作用下人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)分泌和表达细胞间黏附分子 1(ICAM 1)及HUVEC与人单核细胞株THP 1黏附的影响。方法 采用体外培养第 3代的HUVEC ,实验分为 6组 ,即对照组、OX LDL(10 0mg·L-1)组及OX LDL +不同磁感应强度 (1、5、10、2 0Gs)的恒磁场组。各组细胞于培养及恒磁场作用 2 4h后收集标本 ,用酶联免疫吸附试验 (ELISA)检测HUVEC分泌ICAM 1的量 ,免疫细胞化学检测ICAM 1的表达 ,计数法观察HUVEC与THP 1的黏附率。结果 OX LDL 10 0mg·L-1刺激细胞 2 4h,ICAM 1的分泌和表达显著增高(P <0 .0 5vs.对照组 ) ;而 1、5、10和 2 0Gs恒磁场组细胞ICAM 1的分泌和表达显著低于OX LDL组 (P <0 .0 5 )。OX LDL10 0mg·L-1与HUVEC孵育 2 4h后 ,HUVEC与THP 1的黏附率显著增加 (P <0 .0 5vs.对照组 ) ;而 1、5、10和 2 0Gs恒磁场组HUVEC与THP 1的黏附率显著低于OX LDL组 (P <0 .0 5 )。结论 1～ 2 0Gs的恒磁场可拮抗OX LDL的作用 ,抑制HUVEC分泌和表达ICAM

恒磁场对大鼠主动脉平滑肌细胞骨桥蛋白基因表达的影响(英文)

背景:适当强度的恒磁场可抑制血管平滑肌细胞增殖,可能用于抑制经皮冠状动脉介入治疗术后再狭窄。目的:观察不同磁感应强度恒磁场对培养的大鼠主动脉血管平滑肌细胞骨桥蛋白基因表达的影响,以探讨磁场是否能用于经皮冠状动脉介入治疗术后再狭窄的防治。设计:随机分组,对照观察。单位:解放军第四军医大学西京医院心内科。材料:实验于2006-02/12在解放军第四军医大学西京医院心内科实验室(全军心血管病研究所)完成。纯种雄性SD大鼠,体质量200～250g。方法:用含体积分数为0.1小牛血清的DMEM培养液体外培养大鼠主动脉血管平滑肌细胞,实验随机分为对照组,1Gs恒磁场组、5Gs恒磁场组、10Gs恒磁场组、50Gs恒磁场组,其中对照组不予磁场干预,其他各组分别给予磁场干预继续培养48h。应用反转录-聚合酶链反应及蛋白免疫印迹技术结合吸光度扫描分析,观察恒磁场对血管平滑肌细胞骨桥蛋白及骨桥蛋白mRNA表达的影响。主要观察指标:各组血管平滑肌细胞骨桥蛋白及骨桥蛋白mRNA的表达。结果:对照组细胞表达一定量的骨桥蛋白及骨桥蛋白基因,各恒磁场组均较对照组降低,差异显著(P<0.05)。不同磁场强度组间分析显示,恒磁场的刺激作用具有磁场强度依赖性,随磁场强度加大,抑制骨桥蛋白及骨桥蛋白mRNA表达作用增强。结论:适当强度的恒磁场能在基因水平上抑制血管平滑肌细胞骨桥蛋白的表达,磁场对经皮冠状动脉介入治疗术后的再狭窄可能具有防治作用。

恒磁场对血管紧张素Ⅱ作用下人脐静脉内皮细胞增殖与凋亡的影响

目的 观察不同强度恒磁场对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)作用下人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)增殖与凋亡的影响。方法 采用体外培养的第 3代HUVEC ,分为 6组 ,即对照组、AngⅡ组及AngⅡ +不同强度 (1× 10 -4T、5× 10 -4T、10× 10 -4T和 2 0× 10 -4T)恒磁场组。各组细胞于无磁场条件下培养或不同强度磁场作用 48h后收集标本 ,用MTT比色法和3 H TdR掺入法测定细胞增殖情况 ,末端脱氧核糖核酸酶介导的dUTP末端标记法(TUNEL法 )和流式细胞仪碘化丙啶染色法检测细胞凋亡情况。结果 1μmol/LAngⅡ可抑制HUVEC增殖 ,诱导HUVEC凋亡。AngⅡ +不同强度恒磁场组细胞增殖均显著高于AngⅡ组 (P <0 .0 5 ) ,细胞凋亡显著低于AngⅡ组 (P <0 .0 5 ) ,并呈现强度依赖效应。结论 1μmol/L AngⅡ可抑制HUVEC增殖并诱导HUVEC凋亡 ;(1～ 2 0 )× 10 -4T的恒磁场可强度依赖性拮抗AngⅡ对HUVEC的作用 ,促进HUVEC增殖并抑制HUVEC凋亡。