強化型硫酸鈣可注射骨的體外構(gòu)建與理化性能研究.pdf

1、臨床上因創(chuàng)傷、腫瘤、感染等導致的難治性骨缺損十分常見，是臨床工作者面臨的一大難題。傳統(tǒng)的自體骨移植雖然在臨床取得了良好的療效，但存在來源有限、增加供區(qū)創(chuàng)傷、不能提供及時穩(wěn)定等缺點，異體骨移植除費用高和數(shù)量有限外，疾病傳播和免疫排斥卻是不可忽視的問題。在材料學、醫(yī)學和生物學長足發(fā)展的背景下，骨組織工程應運而生，為矯形外科注入了新的活力。從最初的生物惰性材料到現(xiàn)在的生物活性材料，實現(xiàn)了人工骨對自體骨的完全替代。但人工骨在使用前，一般要先在體

2、外預制成型，然后通過手術(shù)植入體內(nèi)，病人需承受手術(shù)創(chuàng)傷和因此帶來的風險。而近年來出現(xiàn)的可注射骨替代物卻克服了這個缺點，它只需在精確的手術(shù)定位下，通過注射器注射入體內(nèi)并原位固化成三維多孔支架，形成的骨替代物具有一定的力學強度和生物活性，能成功的修復骨缺損，從而達到微創(chuàng)的目標。因此，尋找一種能原位固化成型、又具有骨誘導活性、生物降解性和一定生物力學強度的生物修復材料將是未來骨科研究發(fā)展的方向。硫酸鈣經(jīng)大量研究證實是一種良好的骨修復材料，它具有

3、很好的生物相容性、生物可降解性和骨傳導活性，并有可注射劑型，能通過注射的方法在原位固化成型，在骨缺損區(qū)發(fā)揮傳導成骨作用的同時提供一定的力學性能，但是其不具有誘導成骨活性；骨基質(zhì)明膠(BMG)是一種高效的誘導成骨活性物質(zhì)，由異體骨提取而來，其主要成分為Ⅰ型膠原和非膠原蛋白的混合物，內(nèi)含骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)等生長因子，它所含的非BMP蛋白(主要為膠原蛋白)可作為BMPs良好的天然緩釋載體，但因為缺乏塑形性和相應的力學性能而限制了其應用；

4、而富含血小板血漿(PRP)則是全血經(jīng)過濃集、分離而得到的血液制品，其特點是血小板濃度高，與凝血酶作用可通過血小板脫顆粒作用釋放多種高濃度的生長因子和纖維蛋白網(wǎng)絡，既可成為骨組織工程的支架材料，同時又是生長因子的提供者，且制備簡便，來源廣泛，還能避免同種異體、異種、人工材料植入可能導致的炎癥、免疫排斥等不良反應，具有很強的臨床應用價值。雖然富含血小板血漿和骨基質(zhì)明膠經(jīng)研究證實都能提供較強的骨誘導活性，但兩者同時使用時，骨基質(zhì)明膠能否起到對

5、BMP的緩釋作用，從而增強富含血小板血漿的骨誘導活性還有待證實，因此，本研究擬用可注射型硫酸鈣同時復合骨基質(zhì)明膠(BMG)、富含血小板血漿(PRP)和骨髓間充質(zhì)干細胞來構(gòu)建新型可注射型骨替代物，以此觀察是否能利用骨基質(zhì)明膠對BMP的緩釋作用來延長富含血小板血漿對骨髓間充質(zhì)干細胞的生物誘導活性，從而成功修復骨缺損，以此尋求一種既操作簡便，又來源廣泛，同時兼有骨傳導活性和骨誘導活性的新型可注射型骨替代物來為臨床治療服務。
　　 目的

6、：1、探討硫酸鈣/骨基質(zhì)明膠/富含血小板血漿可注射式人工骨的制備方法。
　　 2、評價硫酸鈣/骨基質(zhì)明膠/富含血小板血漿可注射式人工骨的理化性能。
　　 3、初步探討硫酸鈣/骨基質(zhì)明膠/富含血小板血漿可注射式人工骨的細胞相容性。
　　 方法：1、強化型硫酸鈣可注射骨的體外構(gòu)建。
　　 2、復合兔骨髓間充質(zhì)干細胞的強化型硫酸鈣可注射骨的細胞相容性研究。
　　 3、強化型硫酸鈣可注射骨的理化性能研究。

7、
　　 結(jié)果：1、強化型硫酸鈣可注射骨大體觀察為灰白色圓柱形的固體，結(jié)構(gòu)致密，較脆，表面可見大小不一，孔隙均勻的小孔，側(cè)面可見到大小不一，孔隙不均勻的微孔，電鏡下觀察材料有較好的孔徑，孔徑大小為300-500um，側(cè)壁及周圍還有10um左右的微孔，孔隙分布均勻，孔徑連通較好。以可溶性纖維甘露醇為致孔劑，孔隙率從59.1％增加到83.3％；
　　 2、PRP和BMG均能增強CaS04基質(zhì)材料對兔BMSCs的增殖活性；與BM

8、G相比，PRP更能促進兔BMSCs的增殖，說明低濃度PRP的初期骨誘導能力強于BMG；
　　 3、強化型硫酸鈣可注射骨的初凝時間介于3min-30min之間，終凝時間介于20min-90min之問，通過調(diào)節(jié)可控制在20min以內(nèi)，基本復合可注射骨的要求；
　　 4、隨著液固比值的增大和致孔劑含量的增加，材料的降解速度加快，但壓縮強度卻不斷降低。壓縮強度最大達到12.56±0.67Mpa，只能達到松質(zhì)骨的要求，不能用于修復