優(yōu)秀的骨替代物應(yīng)該符合以下要求:(1)具有良好的生物活性;(2)具有骨傳導(dǎo)作用:能夠提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)空間;(3)具有骨誘導(dǎo)作用:植入物能夠在非骨組織處誘導(dǎo)成骨;(4)有一定的強(qiáng)度和韌性:在創(chuàng)傷修復(fù)局部可以保持一定的形態(tài),;(5)良好的成骨能力:自身有能力產(chǎn)生新骨。 在分析了天然骨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后,學(xué)者們嘗試以膠原和羥基磷灰石通過(guò)礦化結(jié)晶法構(gòu)建具有一定生物活性的骨修復(fù)材料。 目的: 為了解決礦化結(jié)晶法Col-HA骨修復(fù)材料在強(qiáng)度、韌性和降解性能上的缺陷,通過(guò)分析骨修復(fù)材料在骨缺損局部的作用機(jī)理,結(jié)合我們?cè)缙趯?duì)膠原改性和骨修復(fù)材料的研究,提出了反向結(jié)晶Col-HA骨修復(fù)材料設(shè)計(jì)方案。 以反向結(jié)晶法構(gòu)建具有一定強(qiáng)度和韌性的Col-HA骨修復(fù)材料,并通過(guò)理化性能和生物學(xué)性能與礦化結(jié)晶法Col-HA骨修復(fù)材料進(jìn)行比較。 材料和方法: 1.通過(guò)礦化結(jié)晶法構(gòu)建了HA位于Col纖維表面的Col-HA骨修復(fù)材料;通過(guò)反向結(jié)晶法構(gòu)建了HA位于Col纖維間的Col-HA骨修復(fù)材料; 2.通過(guò)DSC和拉伸試驗(yàn),從宏觀及鍵能角度分析了兩種骨修復(fù)材料的力學(xué)性能; 3.通過(guò)SEM和HE染色分析了兩種骨修復(fù)材料的結(jié)構(gòu)特性,及宏觀、微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)差別; 4.通過(guò)ESCA和X射線衍射分析,比較了兩種骨修復(fù)材料的元素組成,為生物學(xué)及力學(xué)分析提供了理論基礎(chǔ); 5.通過(guò)體外成骨細(xì)胞培養(yǎng)及體內(nèi)埋植實(shí)驗(yàn),比較了兩種骨修復(fù)材料的生物相容性和細(xì)胞毒性。 6.通過(guò)原位骨缺損修復(fù),比較兩種骨修復(fù)材料的骨創(chuàng)修復(fù)能力。
【學(xué)位單位】：中國(guó)人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：R783.1
【部分圖文】：

3.1.骨修復(fù)材料的結(jié)構(gòu)骨修復(fù)材料2為白色固態(tài)，平均重量為:2.99/mc3。切面為微小孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對(duì)較松散，形態(tài)不規(guī)則(圖1一1)。圖1一1:Col一HA骨修復(fù)材料2的宏觀形態(tài)Figl小MaeorseoPyofCol一HAmartixsamPleZ膠原支架和骨修復(fù)材料樣品2的HE染色顯示骨修復(fù)材料中膠原呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，HA結(jié)晶分散于oclalgen支架表面。支架的結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)則(圖1一2)。圖l一Za:膠原支架的H&E染色(X400);b:Col一HA骨修復(fù)材料2的H&E染色(x400)Figl一Za:H&Estainofeollagenmatrix(x400);b:H&EstainofCol一HAmatrixsampleZ(X400)

幾個(gè)微米到300pm不等的宏觀孔隙，孔的形狀多樣，而且還可以看到大孔內(nèi)部呈三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，大孔孔壁也呈疏松的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。而HA呈菊花狀，間斷結(jié)晶于膠原膠原纖維表面，包裹膠原纖維(圖1一3)。圖1一3A:戊二醛交聯(lián)膠原支架的SME圖像;B:戊二醛交聯(lián)的1:4膠原一HA骨修復(fù)材料的SMEFigl一3A:SEMofeollagenmatrix:B:SEMofl:4Col一HAmatrixeorss一liknedbyglutaraldehyde3.2骨修復(fù)材料的X射線衍射分析利用X射線晶體衍射對(duì)骨修復(fù)材料2、膠原支架和輕基磷灰石樣品進(jìn)行了晶體分析。結(jié)果表明膠原的峰值為有一定剛性的生物大分子蛋白，在XRD中沒(méi)有定位的特異性結(jié)晶峰值，只是表現(xiàn)為一定弧度的彌散性饅頭峰。HA在25.9“有一相對(duì)明顯的特征峰，表明HA已經(jīng)具有一定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，HA晶體在31.8“處存在一個(gè)并不非常尖銳特征峰(221)，表明此時(shí)HA處于弱晶態(tài)。31.8“處峰與25.9“峰強(qiáng)比值為1.45:1，該結(jié)果說(shuō)明誰(shuí)若處理前HA顆粒己經(jīng)具有向C軸生長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)34.1“、46.7“、49.50、21.790、39.28。、48.73“及57.19“等位置的也都觀察到相對(duì)較明顯的輕基磷灰石特征峰。而膠原的饅頭峰也變得非常彌散變形，說(shuō)明HA微晶體在膠原纖維表面的結(jié)晶

面分布有經(jīng)基磷灰石結(jié)晶，可認(rèn)為骨是一種無(wú)機(jī)相增強(qiáng)高分子復(fù)合材料，這在設(shè)計(jì)骨替代材料的過(guò)程中，骨組織的這些特點(diǎn)給材料工作這提供了非常重要的啟發(fā)和思路(圖1一8)〔州。圖l一8天然骨的分級(jí)結(jié)構(gòu)Figl一8Hierarehiealsturetuerofbone作為骨修復(fù)材料的研究的核心之一，用合成化學(xué)的方法重建與正常骨組織相近似的材料系統(tǒng)是當(dāng)前研究的前沿。本研究中我們通過(guò)礦北結(jié)晶法使HA在膠原網(wǎng)狀支架表面結(jié)晶析出，構(gòu)建以膠原為支架體系的礦化結(jié)晶Col一HA骨·修復(fù)材料t以2舊。本實(shí)驗(yàn)選用0.25%的丙二酸配制膠原分散液。正常的膠原纖維由原膠原蛋白分子相互螺旋纏結(jié)形成其特有的橫紋區(qū)帶結(jié)構(gòu)，區(qū)帶間距為60一70mn，如圖1一9所示。1型膠原的三膚亞單元具有相同的氨基酸組成，每一個(gè)鏈都由大約1050個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，每三個(gè)氨基酸中有一個(gè)甘氨酸，并且大約25%的氨基酸殘基是脯氨酸和輕脯氨酸。每一個(gè)亞單元的長(zhǎng)度大約300nm，三螺旋的直徑約1.nsm。其中原膠原蛋白分子在膠原纖維‘!
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 周健,王河錦;X射線衍射峰五基本要素的物理學(xué)意義與應(yīng)用[J];礦物學(xué)報(bào);2002年02期

2 奚廷斐;醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)[J];中國(guó)醫(yī)療器械信息;1999年03期

3 溫樹(shù)林;王大志;阮美玲;馮景偉;;納米固體的晶界結(jié)構(gòu)[J];自然科學(xué)進(jìn)展;1993年05期

4 許永華,施新猷,胡蘊(yùn)玉,顧為望,殷學(xué)軍,張保東;膠原—煅燒骨支架與成骨細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志;2000年04期

本文編號(hào)：2888714