无机牛骨基质和含有机物的牛骨基质与Bio-Oss的理化表面特征及生物学效应

发布时间：2020-05-21 05:23

【摘要】：针对严重骨缺损,比如囊肿摘除术后、肿瘤摘除术后、牙周炎严重骨吸收的患者,往往需要采取额外的措施来增加手术长期成功率,牛来源的骨基质的应用是一个热点。然而市面上,骨替代材料有很多,医生很难选择性价比很高且生物性能很好的骨替代材料。尽管小牛骨粉材料在临床工作以及科学研究中广泛应用,然而影响骨再生的因素还不是完全清楚,需要进一步研究。本研究选择无机牛骨基质(ABBM)、含有机物的牛骨基质(OBBM)和广泛认可的无机牛骨基质(Bio-Oss)为实验材料,进行了表征实验及动物体内实验,并且探究了三种骨基质材料的理化表面特征和骨再生特性之间的相关性。表征实验通过SEM、XPS、XRD、FI-IR、BET分析仪器测试完成。在动物实验中,将上述材料分别植入新西兰兔的头颅骨上的圆形缺损内,缺损直径为8mm,缺损深度为从最外层骨面贯穿至硬脑膜,不穿透硬脑膜,分别于植入6周和12周后处死新西兰兔,收取实验样本,进行micro-CT检测和组织切片观察及分析来评估生物学效应。物理表面特征显示,与OBBM相比,ABBM和Bio-Oss具有较多的纳米结构、较大的表面积、较大的孔体积和较大的孔径。化学表面特征显示,ABBM和Bio-Oss的结晶度高于OBBM,OBBM含有有机氮(N)组分。体内动物实验结果显示,与OBBM相比,ABBM和Bio-Oss具有更好的骨再生特性。综上,含有纳米结构、较大的材料表面积、较大的孔径的牛骨基质在新骨形成中起到了积极作用。此外,含较低结晶度和含有有机N元素的牛骨基质材料对材料降解产生了积极影响。上述研究结果可为今后临床工作中更好地选择牛骨基质材料临和生产工作中更好地制造牛骨基质移植材料提供理论依据。本研究探究了三种牛骨基质的理化表面特征和生物学效应,发现ABBM和Bio-Oss的生物学效应较好,且表征与牛骨基质的生物学效应有一定的联系,为今后骨替代材料的改性提供了新思路和理论基础。上述研究结果可为今后临床工作中更好地选择牛骨基质材料临和生产工作中更好地制造牛骨基质移植材料提供理论依据。
【图文】：

骨缺损,骨粉,颅骨,术中

实验方法逡逑颅中缝的左上、左下和右下三个部位为实验区域，盖上Ｂｉｏ－Ｇｉｄｅ骨膜，分层缝合逡逑创口，，术后连续３天注射青霉素（４０万Ｕ／天）。术中过程如图９，Ａ为颅骨８ｍｍ逡逑直径圆形缺损情况，Ｂ为骨缺损内放满牛骨基质材料的情况。逡逑＿＿逡逑图９动物手术术中图：Ａ是颅骨圆形缺损情况；Ｂ是骨缺损内充满骨粉的情况。逡逑３．３动物处死逡逑动物实验６周和１２周后注射过量速眠新ＩＩ安乐死处死实验兔，剃毛，切开皮逡逑肤，剥离软组织，暴露实验区域，采用机用圆形片切切取实验区域的骨组织。样逡逑本经过生理盐水冲洗后，将祥品放在福尔马林溶液中固定４８小时。逡逑３．４邋Ｍｉｃｒｏ－ＣＴ邋（Ｍｉｃｒｏ邋－邋ｃｏｍｐｕｔｅｄ邋ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）检测逡逑实验样本固定４８小时后，样本放在含７０％酒精的５０ｍｌ离心管内储存，尽早逡逑迳样本行Ｍｉｃｒｏ－ＣＴ（Ｓｋｙｓｃａｎｌｌ７６，Ｂｒｕｋｅｒ，邋ＵＳＡ）捡测，观察并分析样本骨缺损的愈逡逑合情况。本研究中使用的Ｍｉｃｒｏ－ＣＴ分辨率为１７．４６ｕｍ，检测条件为６５ｋＶ，３８５ｕＡ，逡逑１邋ｍｍ邋Ａ１过滤器

牛骨,化学特征,基质材料,羟基磷灰石

实验结果逡逑４．２化学表面特征逡逑化学表征包括ＸＰＳ，邋ＸＲＤ和ＦＴ－ＩＲ邋（图２）。ＸＰＳ测量光谱（图２Ａ）证明逡逑三种材料的主要成分是0，Ｃａ和Ｐ元素。高分辨率ＸＰＳ单光谱（图２Ｂ）显示ＯＢＢＭ逡逑含有有机Ｎ组分，而ＡＢＢＭ和Ｂｉｏ－Ｏｓｓ不含有机Ｎ组分。三种材料的ＸＰＳ半定逡逑量结果显示，ＡＢＢＭ邋（１．５９）和Ｂｉｏ－Ｏｓｓ邋（１．５６）的原子比Ｃａ／Ｐ均接近羟基磷灰石逡逑和骨组织的Ｃａ／Ｐ邋（１．６８）。ＯＢＢＭ邋（１．２５８）的Ｃａ／Ｐ低于羟基磷灰石和骨组织逡逑的邋Ｃａ／Ｐ（１．６８）。Ｎ邋元素的半定量为邋ＯＢＢＭ邋的邋１１．９６°／0，ＡＢＢＭ邋的邋０．４７°／。和邋Ｂｉｏ－Ｏｓｓ逡逑的０．５２％。Ｎ量的ＡＢＢＭ和Ｂｉｏ－Ｏｓｓ可以忽略不计。Ｃ元素的半定量为ＯＢＢＭ逡逑的邋５１．７４°／。，ＡＢＢＭ邋的邋１１．７８％和邋Ｂｉｏ－Ｏｓｓ邋的邋１１．８４°／。。ＸＲＤ邋图（图邋２Ｃ）显示了三逡逑种材料主要成分为羟基磷灰石的典型光谱，主要特征峰与羟基磷灰石逡逑（ＪＣＰＤＳ０９－０４２３）标准卡片上的特征峰一致，属于羟基磷灰石的特征峰，可初步逡逑椎断三种材料的主要成分可能是羟基磷灰石。与ＯＢＢＭ相比
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08

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