本文關(guān)鍵詞：HA、BCP和TCP三維支架材料成骨活性的比較研究

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【摘要】：研究背景大面積骨缺損治療是困擾骨科醫(yī)生的難題,四肢、關(guān)節(jié)等承重部位修復(fù)一般選用機(jī)械強度大的金屬材料,但金屬材料與自然骨成分相差大,無降解性能,且金屬植入物因與周圍組織彈性模量不匹配,易出現(xiàn)應(yīng)力遮擋和骨吸收,并非適用于全身所有部位骨組織修復(fù),而醫(yī)用高分子材料由于低的彈性模量也限制了其在骨缺損的應(yīng)用。由于較高的生物活性和組織相容性生物陶瓷材料得到越來越多研究人員的關(guān)注,其在骨缺損如顱骨、頜面部缺損的修補作用已經(jīng)得到大量研究的證實,但是對于目前研究比較集中的幾種陶瓷材料的對照研究比較少。本實驗對比了幾種目前研究發(fā)現(xiàn)比較有臨床應(yīng)用前景的生物陶瓷材料(HA、BCP、TCP、無生物活性的HA)對成骨的作用,為臨床骨缺損治療找到更理想的骨替代材料。研究目的通過體外細(xì)胞實驗及體內(nèi)動物實驗對比研究幾種生物陶瓷材料(HA、BCP、TCP、無生物活性的HA)的成骨效果,觀察各材料的生物學(xué)及力學(xué)特性,探討材料對細(xì)胞及實驗動物的促進(jìn)成骨作用,為生物陶瓷材料在修復(fù)非承重骨缺損臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。研究方法(1)材料特性：在未進(jìn)行任何處理的空白材料上進(jìn)行電鏡掃描和力學(xué)實驗測試,考察材料的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。 (2)體外細(xì)胞實驗：提取出生3-7天SD乳鼠頭蓋骨原代成骨細(xì)胞并培養(yǎng)到第三代,以每塊材料10萬的細(xì)胞量分別接種到以相同方法處理過的幾種材料表面,分別于第1、2、3周測定成骨細(xì)胞MTT、ALP活性及成骨相關(guān)基因(ALPL、BGLAP、BMP2. BSP、COL1A1、RUNX2)的表達(dá),并對材料進(jìn)行FDA/PI染色和鬼筆環(huán)肽染色,觀測材料上成骨細(xì)胞的活力及細(xì)胞肌動蛋白微絲骨架結(jié)構(gòu)。(3)體內(nèi)動物實驗：將300g±10g的SD大鼠隨機(jī)分成4組(ABCD組),每組10只,麻醉后對4組SD大鼠行建立顱骨缺損模型手術(shù),A組植入HA材料,B組植入BCP材料,C組植入TCP材料,D組植入無生物活性的HA材料,以相同方式進(jìn)行術(shù)后處理后,于術(shù)后時間1、2、3月為觀察取樣時間點,行椎束CT掃描、解剖大體觀察、Micro-CT掃描、組織切片染色等。研究結(jié)果(1)考察材料特性：HA、無生物活性的HA材料在力學(xué)實驗中顯示出較好的力學(xué)性能,BCP材料次之,TCP材料力學(xué)性能最低。(2)考察材料在體外細(xì)胞實驗的生物活性：在MTT實驗中,BCP材料對促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖作用最明顯；而在ALP活性測定及RT-PCR成骨相關(guān)基因?qū)嶒炛?BCP、TCP材料則表現(xiàn)出比其他材料更高的表達(dá),相比之下,無生物活性的HA材料在細(xì)胞實驗中表現(xiàn)出低生物學(xué)活性。(3)考察材料在體內(nèi)動物實驗的修復(fù)效果：幾種材料的修復(fù)效果在椎束CT及解剖大體觀中區(qū)別并不明顯,而Micro-CT掃描顯示,BCP材料的骨小梁數(shù)量和骨密度均高于其他材料,且組織切片染色中BCP組材料中的新生骨面積較其他組更多,生物相容性好,HA、TCP材料次之,而無生物活性的HA組中纖維細(xì)胞和炎性細(xì)胞浸潤較多,新生成骨組織較其他組少。研究結(jié)論BCP材料表現(xiàn)出比其他材料更高的體外生物活性,并且在體內(nèi)成骨效果比其他材料更明顯,初步說明HA、BCP、TCP材料可用于非承重骨修復(fù),BCP材料在體內(nèi)非承重骨修復(fù)效果更好。
【學(xué)位授予單位】：廣西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08;R687

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本文編號：1151809