简介:目的研究胶原复合梯度磷酸三钙(Col/TCP)修复髁突软骨损伤的效果。方法选用成年雄性新西兰大白兔30只,在实验动物的右侧髁突前斜面形成3mm×4mm的全层缺损后,植入复合材料;左侧仅造成同样的缺损。分别于术后4、6、8、12和24周各处死6只实验动物,对缺损区的新生软骨进行大体标本、组织学、免疫组织化学及透射电镜观察。结果实验组4周后复合材料即可诱导关节软骨的修复;12周时缺损区与周围正常软骨基本一致,且与关节下骨结合紧密;24周后再生软骨未见明显褪变;对照组缺损区由纤维组织充填,未见软骨形成。实验组Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性,对照组为阴性;透射电镜观察实验组见典型软骨细胞出现,对照组为纤维组织。结论Col/TCP可以修复髁突软骨缺损,形成类似正常的关节软骨。
简介:目的研究一种含5%(质量分数)纳米单质银颗粒的-磷酸三钙复合支架(β-TCP-Ag)的细胞毒性及在家兔体内的抗菌性和促成骨性能,从而为临床治疗骨髓炎合并大面积骨缺损提供新的思路。方法体外:以100%-磷酸三钙支架(β-TCP)作为对照组,在体外用CellCountingKit-8(CCK-8)试剂检测支架浸提液对大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的细胞毒性;体内:选取新西兰大白兔28只,以β-TCP为对照,一期在4周内建立兔股骨骨髓炎模型,再二期植入支架后分别饲养4周和12周,然后取支架植入区域骨组织,用平板涂布法检测金黄色葡萄球菌菌落的相对个数;用显微电子计算机断层扫描(Micro-CT)观察支架植入区域骨组织长入情况。结果CCK-8检测显示各组间细胞相对活性未见明显差异,表明β-TCP-Ag在体外未见有明显细胞毒性;细菌平板涂布法显示植入β-TCP-Ag组材料周围骨组织培养金黄色葡萄球菌菌落数远小于β-TCP组;Micro-CT分析表明β-TCP-Ag组骨缺损区域骨量明显高于β-TCP组。结论含5%纳米银颗粒的-磷酸三钙复合支架具有良好的生物相容性和抗菌能力,在体内杀灭细菌后有利于骨缺损的愈合,是一种良好的抗菌和骨缺损植入物材料。在改进骨感染合并骨缺损的治疗中具有重要的潜能。
简介:背景:通过离子置换的方法,将锶离子部分置换磷酸钙骨支架的钙离子,有望能改善骨支架材料的骨诱导性。但是,目前尚不知道掺锶是否对磷酸钙骨支架材料有体外细胞毒性的影响。目的:探讨掺锶对磷酸锶钙骨支架体外细胞毒性的影响。方法:骨支架的原始反应物包括粉剂和液体。粉剂包括磷酸四钙(tetracalciumphosphate,TTCP)、无水磷酸二钙(dicalciumphosphateanhydrous,DCPA)、磷酸氢锶(strontiumhydrogenphosphate,DSPA)。液体为含20wt%的柠檬酸和12wt%的聚乙烯吡咯烷酮混合液,调整液体pH为4。粉剂与液体按2g/ml比例混合,固化后制备出骨支架。本研究按锶/(锶+钙)[Sr/(Sr+Ca)]离子摩尔百分比0、5%、10%和20%分为4组:Sr-0组、Sr-5组、Sr-10组和Sr-20组。然后进行细胞毒性实验、骨支架表面细胞增殖和碱性磷酸酶活性实验,并观察细胞在材料表面的形态学特征。结果:各组浸提液均没有细胞毒性。MG-63细胞在材料表面增殖良好,开始呈扁平状,并通过较长的突触连接支架表面。在培养后期,细胞全部覆盖骨支架表面。掺锶促进细胞增殖,并提高碱性磷酸酶活性。结论:添加了锶离子的磷酸锶钙骨支架材料没有细胞毒性,反而提高了细胞的碱性磷酸酶活性。
简介:摘要目的探讨采用3D打印技术制备的β-磷酸三钙(β-TCP)仿生骨支架的形态结构特点及其相关生物性能,并观察其修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果。方法选取5~6月龄新西兰大白兔20只,随机分为支架组和空白组,每组10只;两组大白兔按造模术后采集标本的时间不同又分为两个亚组,每组5只。两组大白兔均于左侧股骨用环钻钻取直径约5 mm、长约10 mm的圆柱形松质骨块,建立股骨髁骨缺损模型。空白组截取的10个松质骨标本,使用微计算机断层扫描技术进行扫描,获得骨缺损标本的结构影像学数据,通过3D生物打印系统设计出相应的仿生骨支架模型,再以β-TCP作为打印材料,打印出20枚仿生骨支架。取10枚β-TCP支架测量高度、直径,电子显微镜下观察β-TCP支架孔道形态结构特点,测量大孔的直径和孔隙率,使用电子力学测试机测定β-TCP支架的弹性模量与抗压强度。空白组10只大白兔造模后不植入任何材料。支架组10只大白兔在造模后,将制备的10枚β-TCP支架植入骨缺损处。分别于术后第6、12周使用耳缘静脉推注空气方法处死空白组和支架组的各亚组大白兔,于骨缺损部位或植骨部位上下离断、截取长约10 mm骨段,制备切片,HE染色,观察骨组织生长情况;采用Lane-Sandhu组织学评分标准对骨组织修复情况进行评价。结果使用3D生物打印技术制备的20枚圆柱体β-TCP支架,与松质骨标本结构形态相似。支架高度(9.97±0.08)mm、直径(5.09±0.07)mm,松质骨标本高度(9.96±0.39)mm、直径(5.01±0.22)mm,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。扫描电镜观察到支架表面及内部呈均匀多孔状,孔径相互连通,大小相仿,孔隙分布较均匀,在大孔侧壁布满了微孔,外形多为近似圆形;其中大孔直径为(223.02±18.20)μm,孔隙率为74.02%±1.38%。松质骨标本大孔直径(227.02±31.20)μm,孔隙率为76.02%±3.29%,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。使用电子力学测试机测定支架的抗压强度为(2.93±0.65)MPa,弹性模量为95~190 MPa。骨组织切片HE染色:术后第6周,支架组植骨处可见较成熟的骨组织,骨小梁和骨髓组织增多,新生骨正在逐渐覆盖植骨材料,周围可见少量成骨细胞,出现少量新生骨并向材料内长入;空白组的骨缺损处周围有少量类骨组织形成,大量成纤维细胞和脂肪组织生长,未见明显成骨细胞及骨小梁结构。术后12周,支架组植骨处出现成熟的骨小梁和骨髓组织,有编织骨形成,新生骨量较多,部分材料已被吸收降解,材料存留较少;空白组的骨缺损处见少量骨组织从缺损边缘向内长入,大部分被成纤维细胞和脂肪组织填充。Lane-Sandhu组织学评分,术后6周、12周支架组分别为(5.2±0.3)、(8.1±1.2)分,空白组分别为(1.3±0.5)、(4.5±0.6)分,支架组评分均大于空白组,差异有统计学意义(t=7.341、12.672, P值均<0.05)。结论3D生物打印技术制备的β-TCP仿生骨支架,与松质骨标本的骨组织解剖结构形态相似,且具有良好的生物力学性能,可以提供个体化的仿生骨支架,修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果良好。
简介:摘要目的探讨磷酸钙骨水泥(CPC)支架负载大黄素(EMO)对成骨细胞成骨活性的影响。方法首先制备骨水泥支架,将EMO粉末与CPC粉末(1∶9)均匀混合,加入柠檬酸搅拌后,注入聚四氟乙烯模具(EMO-CPC组);将0.36 g CPC粉末加入柠檬酸搅拌后,注入聚四氟乙烯模具(CPC组)。比较两组大体形貌、凝结时间(初凝时间和终凝时间)、可注射率及压缩强度。提取原代成骨细胞,并与两组支架共培养,通过扫描电镜观察两组共培养3 d后的表征;通过细胞活性与毒性检测试剂盒行活/死细胞染色和3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴(MTT)比色法检测两组细胞存活率、毒性及增殖活力,并对两组支架行骨桥蛋白(OPN)免疫荧光染色,于倒置荧光显微镜下观察OPN蛋白荧光表达情况;共培养7 d后,通过四唑硝基蓝/5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸盐(NBT/BCIP)染色法行碱性磷酸酶(ALP)染色,观察两组成骨活性;共培养14 d后,采用茜素红染色法检测两组成骨活性。结果两组支架扫描电镜下均呈现相对光滑平整的形貌结构。EMO-CPC组初凝时间、终凝时间、可注射率及压缩强度与CPC组比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。扫描电镜显示,共培养3 d后成骨细胞集簇黏附于EMO-CPC支架表面,形态良好;EMO-CPC组细胞存活率达(98.2 ± 0.1)%,CPC组为(90.2 ± 0.1)%(P < 0.05);EMO-CPC组细胞增殖活力较CPC组更强(P < 0.05)。OPN特异性染色显示,EMO-CPC组OPN蛋白荧光表达更强;共培养7 d后,EMO-CPC组ALP表达高于CPC组。共培养14 d后,EMO-CPC组茜素红染色强度更为显著,成骨活性更强。结论EMO-CPC支架较CPC支架具有更好的生物相容性、细胞增殖能力及成骨活性,为成骨细胞的生长提供了适宜的环境。
简介:目的以粉末冶金烧成的羟基磷灰石(HA)/[3.磷酸三钙(β-TCP)陶瓷为靶材,采用磁控溅射法在钛合金(Ti6A14V)基体上制备HA/β-TCP生物涂层。方法利用XRD研究了复合涂层的晶化程度,讨论了涂层成分与生物降解性及相容性的关系。结果HA/β-TCP生物涂层为非晶态,经700℃,3h大气处理可显著提高涂层的晶化程度,当涂层成分为50wt%HA/50wt%β-TCP时其细胞相容性最好。结论在钛合金基体上制备HA/β-TCP生物涂层,通过HA与β-TCP的复合来控制材料的降解速度,使它的降解速度与周围骨组织的生长速度相匹配,使植入体具有良好的生物降解性、生物活性和力学性能。
简介:目的研究骨粘连蛋白(Osteonectin,ON)对β-磷酸,二钙陶瓷材料(β-TCP)降解的作用。方法β-TCP在含ON的溶液中浸泡后,采用扫描电镜(SEM)观察材料的形貌,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分析材料表面的成分,研究ON对β-TCP降解的作用。结果SEM图片显示,β-TCP分别在含ON的tris·Cl溶液、含ON的PBS溶液中浸泡1周后,其表面出现溶蚀迹象。β-TCP在含ON的tris·Cl溶液中浸泡1周后,样品的XRD衍射曲线的衍射峰向20高角度方向略有偏移;XPS测试结果显示N1s峰的相对强度提高,Ca2p的结合能降低了1.1eV,P2p的结合能降低了0.4eV。结论SEM、XRD、XPS实验结果表明,在含有ON的溶液中浸泡后,β-TCP表面发生了反应,ON能对β-TCP的降解产生作用。作用机理可能是,蛋白分子能通过-COO基和-NH^3+基与Ca^2+、PO4^3+离子作用,携带Ca^2+、PO4^3-离子进入溶液,或通过蛋白分子上羟基磷灰石结合位点,粘附在新生的羟基磷灰石微细晶体上进入溶液。通过这些途径,蛋白分子从材料表面“搬运”钙、磷,促进材料降解。
简介:目的比较具有大孔径的磷酸钙骨水泥支架在复合了载有万古霉素的壳聚糖微球后的生物力学性能改变。方法使用粒子溶出法制作不同孔隙率的磷酸钙骨水泥支架,用方差分析比较不同孔隙率骨水泥支架的力学性能差异。以乳化化学交联法制作万古霉素壳聚糖微球;挑选适宜孔隙率和力学强度的多孔磷酸钙骨水泥支架与2、6、10mg载药壳聚糖微球复合,检测加微球后的力学强度改变。采用K-W秩和检验做统计学分析。结果随着造孔剂用量的增加,孔隙率增加,分别为(14.7±0.2)%、(52.4±2.3)%、(56.4±2.2)%、(60.4±5.8)%、(64.3±9.7)%;骨水泥支架的抗压强度逐渐下降[(9.4±0.5)Mpa、(7.1±1.1)Mpa、(6.7±2.1)Mpa、(4.5±1.9)Mpa、(1.6±0.7)Mpa],差异有统计学意义(孔隙率:x^2=25.276,P〈0.05)(抗压强度:x^2=19.847,P〈0.05)。其中使用30%质量分数造孔剂的支架总孔隙率约(60.4±5.8)%,抗压强度为(4.5±1.9)Mpa,比较适中。电镜下观测到孔道直径为1mm左右。选择含30%造孔剂的骨水泥支架添加壳聚糖微球,随着微球质量的增加,其抗压强度分别为(4.4±0.9)Mpa、(4.2±1.1)Mpa、(4.2±1.0)Mpa,差异不具有统计学意义(P〉0.05);但含壳聚糖微球的支架和单纯大孔骨水泥支架比较,其抗压强度差异具有统计学意义(x-2=19.847,P〈0.05)。结论大孔径磷酸钙骨水泥支架在添加了壳聚糖微球后,其力学性能有所下降,但仍可用于非负重骨缺损修复。
简介:目的评价含锌生物材料对于骨质疏松骨修复的作用。方法通过摘除成年雌性大鼠双侧卵巢(去势)的方法建立下颌骨骨质疏松动物模型,12周后检测模型成功后,建立下颌骨极限缺损模型,随后将动物随机分为3组。实验组植入含锌磷酸三钙陶瓷(Zn—TCP/HA),对照组植入双相磷酸钙陶瓷(B—TCP),空白对照组不植入材料。在植入材料12周后处死动物,进行组织学观察和生物力学检测。结果通过骨密度仪测试证实去势大鼠的下颌骨有骨质疏松发生;材料植入骨缺损部位12周后,通过影像学检查、生物力学检测以及组织学观察发现,实验组骨修复效果明显优于对照组和空白对照组。结论锌离子能够加速和改善骨质疏松骨缺损的修复。
简介:目的研究注射型磷酸三钙骨填充物促进腱一骨愈合的效应。方法实验采用比格犬48只建立动物模型,在双侧后肢切取趾长屈肌腱进行前十字韧带重建。重建方式模拟临床:肌腱两端采用悬吊式固定,肌腱只充填骨隧道靠近关节腔的一部分。。。侧作为实验侧,在肌腱移植物两端的隧道内注入磷酸三钙骨填充物;另一侧作为对照侧,不作类似处理。术后2、4、6、8、10、12周,各取8只犬,其中3只作组织学检查,了解腱一骨界面的组织学变化;另外5只作生物力学检查,了解腱.骨愈合强度。通过对比,了解注射型磷酸三钙骨填充物促进腱一骨愈合的效应。结果实验侧,术后2周组织学显示腱.骨界面充满磷酸三钙骨填充物,并被少量成骨细胞分割成小岛;4周在磷酸三钙骨填充物内形成许多骨岛,腱.骨界面出现不规排列的Sharpey纤维;6周时腱-骨之间充满新生骨,出现大量排列规则Sharpey纤维;8周时腱-骨间Sharpey纤维集结成束:10周时腱.骨问出现纤维软骨,未见钙化软骨;12周时腱.骨间纤维软骨和钙化软骨问出现潮线,类似正常ACL止点。对照侧,8周时新生骨明显,腱-骨间隙出现稀疏的Sharpey纤维,与实验侧4周时类似;12周时腱-骨界面出现的Sharpey纤维和实验侧6周时相仿。生物力学检测发现,在术后6周内,实验侧腱-骨结合部的抗拉脱强度高于对照侧,其差异具有统计学意义(P〈0.01)。结论注射型磷酸三钙骨填充物在肌腱移植物两端骨隧道内的填充可以促进并增强腱-骨的愈合。