幾種納米羥基磷灰石材料的合成與生物相容性研究.pdf

1、口頜系統(tǒng)以硬組織為其基礎(chǔ)，無(wú)論平時(shí)或戰(zhàn)時(shí)，硬組織的缺損都十分常見(jiàn)。齲病、牙周病、腫瘤、炎癥以及外傷都會(huì)引起牙與頜骨的缺損或缺失。目前，對(duì)于這些硬組織的缺損修復(fù)越來(lái)越多地依靠生物材料的作用。其中羥基磷灰石因?yàn)榕c人體硬組織具有在化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)上的相似性，所以較其它種類(lèi)的生物材料表現(xiàn)出更加優(yōu)越的生物相容性，臨床上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著納米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)納米羥基磷灰石材料具有更好的生物學(xué)性能，人體骨組織中的羥基磷灰石也是

2、一種低鈣磷比的納米晶羥基磷灰石，如果我們的植入材料能夠在化學(xué)成分和納米尺寸上分別模仿生物骨界面的特征，則其生物學(xué)性能有望得到大幅度的提高。 本研究應(yīng)用簡(jiǎn)單化學(xué)濕法在標(biāo)準(zhǔn)鈣磷比條件下進(jìn)行了羥基磷灰石的合成并對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定。XRD分析結(jié)果表明：本研究合成的羥基磷灰石純度較高，合成工藝穩(wěn)定可靠。 在此基礎(chǔ)上，分別研究了低鈣和高鈣反應(yīng)物濃度對(duì)于產(chǎn)物成分和形貌的影響。在缺鈣條件下合成了鈣磷比例接近1.5的納米缺鈣羥基磷灰石

3、，在晶體尺寸等方面與骨磷灰石有著許多相似之處；在高鈣條件下獲得的羥基磷灰石，納米晶呈球形，大小均勻。 通過(guò)對(duì)缺鈣納米羥基磷灰石進(jìn)行不同條件的熱處理，結(jié)果顯示：缺鈣羥基磷灰石(CDHA)與標(biāo)準(zhǔn)該磷比的羥基磷灰石(HA，HAP)的熱處理性質(zhì)有著明顯不同，晶體生長(zhǎng)和熱分解的規(guī)律差異顯著；經(jīng)較低溫度的熱處理即可達(dá)到除去雜質(zhì)的目的，CDHA納米晶保持穩(wěn)定；在600℃下獲得了晶粒較大的納米CDHA，晶粒直徑25～40nm，長(zhǎng)度75～100n

4、m。在800℃下獲得了晶粒＞200nm純度較高的TCP。 在材料合成的基礎(chǔ)上，本研究對(duì)不同形態(tài)的納米羥基磷灰石材料的生物相容性進(jìn)行了研究。首先利用酶消化法分離培養(yǎng)SD大鼠顱蓋骨成骨細(xì)胞進(jìn)行原代培養(yǎng)并進(jìn)行鑒定，表明所獲得的細(xì)胞為具有成骨活性的細(xì)胞。 應(yīng)用兩種不同的細(xì)胞，通過(guò)材料浸提液法檢測(cè)材料的細(xì)胞毒性；結(jié)果表明所合成的幾種納米羥基磷灰石材料沒(méi)有明顯的細(xì)胞毒性。 應(yīng)用原代培養(yǎng)的成骨細(xì)胞，通過(guò)直接接觸法進(jìn)一步檢測(cè)幾種

5、納米羥基磷灰石材料的生物相容性和生物活性。觀察了成骨細(xì)胞在材料表面的增殖、堿性磷酸酶的表達(dá)和細(xì)胞的形態(tài)變化。在成骨細(xì)胞的培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)球形納米晶HA較棒狀晶表面更適于成骨細(xì)胞生長(zhǎng)，細(xì)胞形態(tài)伸展良好；而在CDHA表面，尤其是細(xì)胞在直徑25～40nm，長(zhǎng)度75～100nm的CDHA表面，細(xì)胞增殖旺盛，堿性磷酸酶水平也較高。表明成骨細(xì)胞對(duì)于羥基磷灰石的鈣磷比和不同的納米形貌特征非常敏感。 因此，本論文采用簡(jiǎn)單化學(xué)濕法合成了幾種納米形態(tài)的羥

6、基磷灰石，并對(duì)材料的熱學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行了相關(guān)研究。在此基礎(chǔ)之上對(duì)材料的細(xì)胞毒性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，證明所合成的材料不含細(xì)胞毒性；而且通過(guò)成骨細(xì)胞在不同鈣磷比和納米晶形態(tài)羥基磷灰石表面的增殖、功能表達(dá)及形態(tài)觀察等方面細(xì)胞相容性的研究，發(fā)現(xiàn)不同鈣磷比和納米晶形態(tài)羥基磷灰石對(duì)成骨細(xì)胞的活性及功能有一定的影響。該結(jié)果在納米尺寸范圍內(nèi)，肯定了缺鈣羥基磷灰石CDHA所具有的優(yōu)良生物學(xué)性能；初步揭示了不同晶粒形態(tài)納米羥基磷灰石對(duì)成骨細(xì)胞行為的影響，對(duì)于進(jìn)一步