本文關(guān)鍵詞：可注射性透明質(zhì)酸鈉硫酸鈣復(fù)合材料的成骨促進(jìn)作用

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【摘要】：背景介紹:骨缺損廣泛見于各種骨科創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤、壞死等等疾病,由于自體骨和異體骨供體有限和取骨區(qū)以及植入后并發(fā)癥的存在,臨床需要性能優(yōu)異的骨替代材料。目前處于研究中的骨替代材料多種多樣,以無機(jī)材料和有機(jī)材料經(jīng)各種理化過程結(jié)合或修飾為主要手段,制作過程既有傳統(tǒng)的燒結(jié)和發(fā)泡等方法,也有3D打印等新技術(shù),以產(chǎn)生具有多孔結(jié)構(gòu)的骨架來模擬人體的骨組織,體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物骨缺損模型的體內(nèi)成骨實(shí)驗(yàn)也取得了良好的成骨效果。但是由于種種原因,目前已經(jīng)商品化的骨替代材料仍然以磷酸鈣類和硫酸鈣類為主,這類材料基本上用于不需要機(jī)械支撐的骨缺損部位的填充性植骨;而具有支撐作用的材料如PEEK材料、碳纖維或金屬材料制作的椎間融合器,人工關(guān)節(jié)表面羥基磷灰石涂層等更具有永久性植入物的性質(zhì),一般并不能像傳統(tǒng)植骨材料能被逐漸吸收并被自體骨替代。目前外科領(lǐng)域微創(chuàng)技術(shù)的進(jìn)步改變了許多疾病的治療方式,也拓寬了可注射材料的應(yīng)用范圍,因此可注射性骨替代材料有廣闊的應(yīng)用前景。本研究的目的是合成一種易于制作的可注射成骨材料,用于骨缺損性疾病的治療,從而更方便應(yīng)用于微創(chuàng)途徑的操作。材料和方法:采用目前應(yīng)用比較成熟的兩種材料:硫酸鈣和透明質(zhì)酸鈉溶液,將硫酸鈣(Calcium sulphate,CaSO4)和透明質(zhì)酸鈉溶液(Hyaluronic acid,MW 900kDa 0.1%v/w)按照2g:1ml的比例混合,得到膏狀的混合材料(CA+HA組),同比例將硫酸鈣和透明質(zhì)酸鈉的交聯(lián)產(chǎn)品(Crosslinked hyaluronic acid,0.1%v/w)混合得到另外一種實(shí)驗(yàn)材料(CA+HAC組)。將硫酸鈣和磷酸緩沖鹽溶液(PBS)按照2g:1ml的比例混合得到的材料稱為CA組。使用細(xì)胞培養(yǎng)基制作上述三種膏狀物的浸提液。將該浸提液再次加入培養(yǎng)基進(jìn)行不同比例的稀釋,分別制作成25%,50%,75%和100%浸提液(最后一種即標(biāo)準(zhǔn)浸提液)。細(xì)胞采用小鼠前成骨細(xì)胞MC3T3-E1。使用100%浸提液進(jìn)行細(xì)胞相容性試驗(yàn),使用各種濃度的浸提液進(jìn)行增殖試驗(yàn),然后選取最增殖最優(yōu)濃度的浸提液進(jìn)行細(xì)胞分化試驗(yàn)。用新西蘭大白兔進(jìn)行股骨髁骨缺損的體內(nèi)成骨試驗(yàn)。分別在手術(shù)的第6周和第12周處死動物,取材進(jìn)行X線、顯微CT檢測和組織切片染色,觀察體內(nèi)成骨情況。結(jié)果:和單純硫酸鈣相比,兩種復(fù)合材料都具有良好的可注射性,在PBS溶液中都具有不易潰散的特點(diǎn)。復(fù)合材料生物相容性試驗(yàn)中,用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液和CA組、CA+HA組、CA+HAC組浸提液培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行CCK-8檢測,和標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液相比,只有CA組OD值較低(P0.05),其余兩個復(fù)合材料組均無顯著差異(p0.05)。在增殖實(shí)驗(yàn)中,使用25%和50%濃度浸提液時,三種材料的OD值都高于標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液組(p0.05)。使用50%和75%濃度時,只有CA+HA組高于其他組(P0.05)。使用50%的浸提液進(jìn)行細(xì)胞成骨分化試驗(yàn)。在第21天ALP、COL-1和OCN的濃度兩種混合材料組都顯著高于CA組和標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液組(p0.05)。新西蘭大白兔體內(nèi)成骨實(shí)驗(yàn)6周時顯微CT(Micro-CT)測得的CA組,CA+HA組和CA+HAC組的平均骨體積和組織體積BV/TV之比為0.47%,2.85%,4.65%;12周時各組結(jié)果依次為15.33%,19.70%,22.46%。CA+HA組比CA高且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05);CA+HAC組比CA組高并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。后兩組之間無顯著差異(P0.05)。6周和12周時組織切片均顯示兩種混合材料組成骨優(yōu)于CA組。結(jié)論:透明質(zhì)酸鈉(及其交聯(lián)產(chǎn)品)溶液和硫酸鈣按照一定比例混合后的復(fù)合材料具有良好的液體內(nèi)穩(wěn)定性和注射性,體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)該材料具有良好的生物相容性,具有促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞增殖和分化的能力,在新西蘭大白兔體內(nèi)具有良好的成骨能力,在臨床上可望應(yīng)用于骨缺損的微創(chuàng)治療。
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08

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本文編號：1289220