新型α-半水硫酸钙/β-磷酸三钙复合人工骨材料理化特性研究
发布时间：2021-09-18 09:07
目的使用不同复合工艺制备α-半水硫酸钙/β-磷酸三钙复合人工骨材料,与WRIGHT公司生产的硫酸钙Osteoset进行理化特性和生物相容性的比较。方法对不同工艺制备的α-半水硫酸钙/β-磷酸三钙复合人工骨材料（根据工艺不同分为A、B组）及Osteoset（C组）,进行X射线衍射分析、微观形貌观察及体外细胞毒性实验、溶血实验、热原反应检测,同时对人工骨材料进行肌肉包埋实验,对3种材料进行对比研究。结果 X线衍射分析显示,各组材料出现各自的特征性衍射峰,未出现新的衍射峰;透射电镜微观形态观察提示,各组均呈现较多相互联通的平行的大孔结构,孔隙分布均匀,孔隙结构之间贯通性良好,晶体结构形态相对均匀一致等特点。体外细胞毒性实验提示:A、B、C组各时间点RGR值均大于75%,各实验组毒性分级为I级,阴性对照组毒性级别为0级,阳性对照组毒性级别为Ⅳ级。溶血实验示:A组、B组、C组平均溶血率为分别为0.95%、2.22%、1.05%。热原实验示:A组各时间点体温升高0.2℃,体温升高总和为0.4℃;B组各时间点体温升高0.10.2℃,体温升高总和为0.3℃;C组各时间点体温升高0...
【文章来源】：第三军医大学学报. 2016,38(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
扫描电镜观察3种材料微观形态变化
A组B组C组术后4周术后8周图43组兔肌肉内埋藏实验组织学病理变化(HE×200)3讨论创伤、肿瘤、脊柱融合、先天性畸形等疾病需要植骨材料的量不断增多，推动了人工骨材料的发展［12］。近年研究和开发的人工合成材料种类多，硫酸钙和磷酸三钙也逐渐成为骨移植替代材料研究的热点之一［13－15］。磷酸三钙在体内降解速度慢，硫酸钙在体内降解速度快，单一材料受其理化特性的限制，难以克服自身存在的缺陷，不利于新生骨的生长和修复。而上述两种材料可依据各自的理化特性，取长补短，通过不同工艺制备出适合体内降解和成骨的新型人工骨。α-半水硫酸钙和β-磷酸三钙复合支架的制备方法种类多［16］，复合的工艺复杂。本实验室通过独创的工艺制备出不同孔隙大孝不同孔隙率、不同复合比例的网格状支架，在材料的生物力学、降解速度、诱导成骨性能探索出一条稳定的工艺，由于正在申请专利，相关数据和结果有待发表。X衍射是利用X射线射到晶体内原子，原子间距离与入射X射线波长分析数量级，得出材料的衍射谱，并与相关标准进行比较。本实验组的3种材料衍射峰强度高、峰宽较窄，没有杂峰出现，证实该种材料纯度高，在制备过程中无其他的物质长生。微观形态学是观察材料的空间网状结构，3种材料均具有相互联通大孔、微孔结构，孔径排列整齐均匀，孔隙结构之间贯通性好，呈网格状。它不仅为细胞粘附、增殖提供场所，而且对细胞基质及营养成分的渗透有利。并用相关软件计算出各种材料的粒径形态、大小及分布曲线，进一步研究材料的空间结构。通过不同倍数的电镜观察计算孔隙率，并与预先设计的孔隙结构进行比较，进一步稳定制备工艺。人工骨材料的组织相容性是骨修复材料发展和临床应用的前提。各国研究人员
表面粗糙，有较多的相互联通的平行的大孔结构，孔径排列整齐均匀，孔隙结构之间贯通性，孔径大小为150～300μm，晶体结构良好(图2C、D)。C组复合人工骨材料表面较平整，孔壁上布满微孔结构，孔隙结构之间交通性良好，有较多的相互联通的大孔/微孔结构，晶体结构形态相对均匀一致，颗粒大小均匀、孔隙率较为完善(图2E、F)。A组的孔隙率为75%，B组的孔隙率为65%，C组孔隙率为67%。都具有空间网状结构，在微孔数量及分布上C介于A组与B组之间。ABCDEFA:A组(×50);B:A组(×500);C:B组(×50);D:B组(×500);E:C组(×400);F:C组(×1000)图2扫描电镜观察3种材料微观形态变化2．3体外细胞毒性实验A组24、72h细胞相对增殖率分别为97．88%、92．10%;B组24、72h细胞相对增殖率分别为91.80%、93．33%;C组24、72h细胞相对增殖率分别为92．34%、89．96%。各实验组毒性分级为I级，阴性对照组毒性级别为0级，阳性对照组毒性级别为Ⅳ级。各实验组分别与阳性对照组比较，差异有统计学意义(P＜0.05，表1)。表明本实验人工骨材料无毒，符合生物材料体外毒性标准。表1各组兔不同时间点平均D(490)值及ＲGＲ值比较24h72h组别D(490)值GＲ(%)D(490)值ＲGＲ(%)A组1．063±0．03597．88a1．423±0．03092．10aB组0．997±0．04391．80a1．442±0．71293．33aC组1．003±0．02392．34a1．390±0．02889．96a阴性对照组1．086±0．063100．001．545±0．072100．00阳性对照组0．088±0．0718．101．189±0．0677．65a:P＜0.05，与阳性对照组比较2．4细胞溶血实验A、B、C3个实验组D(545)值(0．0210±0.0015)、(0．0310±0．0034)、(0．028±0．001)分别与阳性对照组(0．7070±0．0239)比较，差异有统计学意义(P＜0.05);实验组
【参考文献】：
期刊论文
[1]病灶清除自体骨联合自骨化磷酸钙人工骨植入治疗早期非创伤性股骨头坏死[J]. 韦标方. 第三军医大学学报. 2014(08)
[2]医用镍钛形状记忆合金的表面改性及生物相容性[J]. 杜建,丁元法,苏向东,何力,郝维昌,王天民. 中国组织工程研究. 2012(25)
[3]β-TCP/α-CSH复合植骨材料固化性能与力学强度[J]. 毛克亚,李江涛,杨云,侯喜军,梁茂华,王继芳,杜明奎,王征,温宁,王岩. 医用生物力学. 2010(06)
本文编号：3399864
【文章来源】：第三军医大学学报. 2016,38(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
扫描电镜观察3种材料微观形态变化
A组B组C组术后4周术后8周图43组兔肌肉内埋藏实验组织学病理变化(HE×200)3讨论创伤、肿瘤、脊柱融合、先天性畸形等疾病需要植骨材料的量不断增多，推动了人工骨材料的发展［12］。近年研究和开发的人工合成材料种类多，硫酸钙和磷酸三钙也逐渐成为骨移植替代材料研究的热点之一［13－15］。磷酸三钙在体内降解速度慢，硫酸钙在体内降解速度快，单一材料受其理化特性的限制，难以克服自身存在的缺陷，不利于新生骨的生长和修复。而上述两种材料可依据各自的理化特性，取长补短，通过不同工艺制备出适合体内降解和成骨的新型人工骨。α-半水硫酸钙和β-磷酸三钙复合支架的制备方法种类多［16］，复合的工艺复杂。本实验室通过独创的工艺制备出不同孔隙大孝不同孔隙率、不同复合比例的网格状支架，在材料的生物力学、降解速度、诱导成骨性能探索出一条稳定的工艺，由于正在申请专利，相关数据和结果有待发表。X衍射是利用X射线射到晶体内原子，原子间距离与入射X射线波长分析数量级，得出材料的衍射谱，并与相关标准进行比较。本实验组的3种材料衍射峰强度高、峰宽较窄，没有杂峰出现，证实该种材料纯度高，在制备过程中无其他的物质长生。微观形态学是观察材料的空间网状结构，3种材料均具有相互联通大孔、微孔结构，孔径排列整齐均匀，孔隙结构之间贯通性好，呈网格状。它不仅为细胞粘附、增殖提供场所，而且对细胞基质及营养成分的渗透有利。并用相关软件计算出各种材料的粒径形态、大小及分布曲线，进一步研究材料的空间结构。通过不同倍数的电镜观察计算孔隙率，并与预先设计的孔隙结构进行比较，进一步稳定制备工艺。人工骨材料的组织相容性是骨修复材料发展和临床应用的前提。各国研究人员
表面粗糙，有较多的相互联通的平行的大孔结构，孔径排列整齐均匀，孔隙结构之间贯通性，孔径大小为150～300μm，晶体结构良好(图2C、D)。C组复合人工骨材料表面较平整，孔壁上布满微孔结构，孔隙结构之间交通性良好，有较多的相互联通的大孔/微孔结构，晶体结构形态相对均匀一致，颗粒大小均匀、孔隙率较为完善(图2E、F)。A组的孔隙率为75%，B组的孔隙率为65%，C组孔隙率为67%。都具有空间网状结构，在微孔数量及分布上C介于A组与B组之间。ABCDEFA:A组(×50);B:A组(×500);C:B组(×50);D:B组(×500);E:C组(×400);F:C组(×1000)图2扫描电镜观察3种材料微观形态变化2．3体外细胞毒性实验A组24、72h细胞相对增殖率分别为97．88%、92．10%;B组24、72h细胞相对增殖率分别为91.80%、93．33%;C组24、72h细胞相对增殖率分别为92．34%、89．96%。各实验组毒性分级为I级，阴性对照组毒性级别为0级，阳性对照组毒性级别为Ⅳ级。各实验组分别与阳性对照组比较，差异有统计学意义(P＜0.05，表1)。表明本实验人工骨材料无毒，符合生物材料体外毒性标准。表1各组兔不同时间点平均D(490)值及ＲGＲ值比较24h72h组别D(490)值GＲ(%)D(490)值ＲGＲ(%)A组1．063±0．03597．88a1．423±0．03092．10aB组0．997±0．04391．80a1．442±0．71293．33aC组1．003±0．02392．34a1．390±0．02889．96a阴性对照组1．086±0．063100．001．545±0．072100．00阳性对照组0．088±0．0718．101．189±0．0677．65a:P＜0.05，与阳性对照组比较2．4细胞溶血实验A、B、C3个实验组D(545)值(0．0210±0.0015)、(0．0310±0．0034)、(0．028±0．001)分别与阳性对照组(0．7070±0．0239)比较，差异有统计学意义(P＜0.05);实验组
【参考文献】：
期刊论文
[1]病灶清除自体骨联合自骨化磷酸钙人工骨植入治疗早期非创伤性股骨头坏死[J]. 韦标方. 第三军医大学学报. 2014(08)
[2]医用镍钛形状记忆合金的表面改性及生物相容性[J]. 杜建,丁元法,苏向东,何力,郝维昌,王天民. 中国组织工程研究. 2012(25)
[3]β-TCP/α-CSH复合植骨材料固化性能与力学强度[J]. 毛克亚,李江涛,杨云,侯喜军,梁茂华,王继芳,杜明奎,王征,温宁,王岩. 医用生物力学. 2010(06)
本文编号：3399864
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