镁合金和PLGA体内降解比较及Micro-CT评价镁合金降解情况的初步研究

发布时间：2017-12-17 05:23

  本文关键词：镁合金和PLGA体内降解比较及Micro-CT评价镁合金降解情况的初步研究

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【摘要】：目的比较镁合金与聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]在体内降解情况,同时采用Micro-CT深入研究镁合金体内降解规律。方法取3月龄雄性新西兰大白兔40只,分别于右侧和左侧股骨髁钻孔植入40个表面微弧氧化处理的AZ31镁合金棒(镁棒)和40个PLGA棒。术后4、8、12、16周各处死10只动物,取出双侧股骨髁,采用Micro-CT扫描及生成数据定量评价植入物降解情况;然后取出植入物清洗、烘干后称重,与术前重量差值作为植入物降解量;HE染色观察局部炎性反应情况。并将镁合金的失重情况与Micro-CT的评价结果进行对比。结果 Micro-CT扫描示,PLGA棒不显影。术后4周镁棒几乎无降解痕迹,有少量腐蚀点;术后8周在4周原有腐蚀点基础上逐步扩大,纵轴与横截面交界边缘变得模糊;至术后16周镁棒表面腐蚀面积更大,边缘已不连续。Micro-CT定量分析示:术后4、8周镁棒体积分数下降缓慢;术后12、16周较术后4、8周降低明显,16周最低,差异均有统计学意义(P0.05)。术后随时间延长镁矿物密度持续降低,12~16周降低速度最快,第8周后各时间点间比较差异均有统计学意义(P0.05);而镁CT图像密度随术后时间延长变化很小(P0.05)。术后随时间延长镁棒表面积与体积比持续增加,术后12、16周明显高于4、8周,且16周高于12周(P0.05)。术后随时间延长,镁棒表面腐蚀点越来越多,导致横截面半径减小,即平均骨小梁厚度逐渐降低,8周后各时间点间差异均有统计学意义(P0.05)。失重法检测示:术后随时间延长,两种材料降解量均逐渐增加(P0.05);术后8、12周,镁棒降解量均显著低于PLGA棒(P0.05),但术后16周时镁棒降解量已超过PLGA棒。将各时间点镁棒质量分数与Micro-CT方法得出的体积分数进行比较,结果显示两个指标的变化趋势相近,但各时间点镁棒质量分数均低于体积分数,且在第8、12、16周差异有统计学意义(P0.05)。HE染色示,术后4周镁棒周围可见轻度炎性反应,但随时间延长炎性反应逐渐减轻,至16周时已未见炎性反应;而PLGA周围一直无炎性反应。结论采用Micro-CT检测镁合金降解情况具有无创、可活体检测、定量、精确的优势。镁合金和PLGA在体内均随时间推移而逐步腐蚀,经历先缓慢后加速的持续降解过程;PLGA在体内降解则更早、更快,至16周时镁合金降解量已超过PLGA,镁合金密度在降解过程中无明显变化。镁合金在金属与原骨之间产生新生骨桥欠充分,仍缺乏足够的无缝连接能力。
【作者单位】： 解放军总医院骨科研究所骨科再生医学北京市重点实验室全军骨科战创伤重点实验室;解放军医学院;南开大学医学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51361130034) 国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2012CB518106) 全军“十二五”重点项目(BWS11J025) 军队重点科学研究项目(BWS13C029) 北京市自然科学基金资助项目(Z141107004414044)~~
【分类号】：R318.08;R687
【正文快照】： 镁金属及其合金与正常人骨的各项性能指标十分接近,能很好地避免应力遮挡效应,具有良好的生物相容性、促进新骨生成、无生物毒性和炎性反应、体内可降解、无需二次手术取出等优势,在骨科应用中越来越受到关注[1]。但目前尚无法控制其在体内的降解速度,因此未得到广泛应用[1-2]

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本文编号：1298917