新型三维多尺度多孔钽支架修复骨缺损的实验研究

发布时间：2021-10-22 14:47

　　目的:研制并探讨新型国产骨小梁模拟多孔钽支架的生物相容性和骨诱导性能,并验证其骨缺损修复效应。材料和方法:设计和制造了新型的三维多尺度互连（跨尺度—独立但彼此联通）多孔钽支架。使用扫描电子显微镜（SEM）和工业计算机断层扫描（CT）观察了新型多孔钽的形貌。使用SEM观察人脐带间充质干细胞（HUC-MSCs）在支架材料上的粘附及增殖,MTT法评价多孔钽的细胞毒性和对细胞增殖的影响。用茜素红染色法观察多孔钽材料对人间充质干细胞钙盐沉积的影响。建立犬股骨干骨缺损模型,运用新型多孔钽棒修复骨缺损,运用硬组织切片观察骨长入和骨诱导性能。运用推出试验评估多孔钽骨整合情况。结果:成功研制出骨小梁模拟的多孔钽支架材料,该材料具有三维,多尺度,相互连接的特点。MSCs附着在钽表面并随时间增殖,多孔钽浸提液对MSCs无细胞毒性作用,并且对细胞增殖没有影响。茜素红染色显示新型多孔钽不影响体外成骨诱导效应。在骨缺损模型中,多孔钽棒与宿主骨紧密连接,在植入后的3个月和6个月后,在钽-宿主骨界面上均观察到新骨。在钽棒的中央观察到新生骨小梁生长。推出试验表明,与正常股骨干骨组织相比,推出钽棒所需的力量在3个月和6个... 

【文章来源】：重庆医科大学重庆市

【文章页数】：40 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

新型多孔钽材料的表观形貌及微孔观察Figure1:Structuralcharacterizationofnovelporoustantalumscaffold

重庆医科大学硕士研究生学位论文15高的放大倍数下，我们发现细胞被拉伸，细胞质向外延伸形成突起（图2Ab）。在第5天，与第3天相比，细胞数量增加，表明细胞增殖。细胞相互融合并相互连接，平铺在多孔钽支架的表面上（图2Bc）。在更高的放大倍率下（图2Bd），我们检测到细胞长入了材料的内侧，向材料表面和内侧伸出伪足，并形成了相互连接的突起。结果表明人间充质干细胞在新型多孔钽支架上可以正常生长，并且可以相互连接覆盖材料表面。新型多孔钽材料的生物相容性良好。图2：人间充质干细胞在新型多孔钽材料上的粘附生长（A：第三天；B：第五天）Figure2:Adherentgrowthofhumanmesenchymalstemcellsonanovelporoustantalummaterial(A:Thethirdday;B:Thefifthday)2.3MTT法检测新型多孔钽对人间充质干细胞增殖毒性的影响取生长状态良好的UC-MSC细胞，将其接种至96孔板中。材料组为实验组，无多孔钽材料的单纯UC-MSC细胞为空白对照组。培养至指定时间点后用酶标仪检测孔板中各孔的吸光度（OD值）。测得的OD值显示，在各个时间点，实验组的细胞数量与对照组没有明显差异，两组细胞在第5天生长达到峰值。统计学分

重庆医科大学硕士研究生学位论文16析结果显示：在培养过程中，实验组和空白对照组之间没有统计学差异（P>0.05，图3）。结果表明新型多孔钽材料对人间充质干细胞的增殖生长没有影响，没有细胞毒性。图3：MTT法检测新型多孔钽对人间充质干细胞增殖毒性影响Figure3:MTTmethodtodetecttheeffectofnewporoustantalumontheproliferationtoxicityofhumanmesenchymalstemcells2.4茜素红染色法观察新型多孔钽对人间充质干细胞体外成骨效应影响茜素红染色观察发现：人间充质干细胞可以在新型多孔钽材料周围正常生长并分化为成骨细胞（图4A）。和对照组（图4B）相比，材料组的细胞分化并无特殊差异。结果表明新型多孔钽材料组细胞正常生长且可见到明显的钙盐沉积，与对照组相比无明显差异，提示新型多孔钽材料对间充质干细胞的成骨分化无明显影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔钽在骨组织工程中的研究进展[J]. 丁孝权,刘兴旺,陈俊,陈世益.  中国修复重建外科杂志. 2018(06)
[2]多孔钽的理化/生物特性及其骨整合能力研究进展[J]. 张彦博,李瑞延,刘贯聪,梁豪君,卿云安,秦彦国.  生物骨科材料与临床研究. 2017(05)
[3]多孔钽材料制备及其骨科植入物临床应用现状[J]. 郭敏,郑玉峰.  中国骨科临床与基础研究杂志. 2013(01)



本文编号：3451317