【摘要】：羥基磷灰石(HA)具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,但經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的羥基磷灰石材料由于結(jié)晶度高導(dǎo)致可降解性差、成骨效率低,限制了其在骨修復(fù)材料中的應(yīng)用。本研究意在比較不同結(jié)晶度的HA的理化性能和生物學(xué)性能,通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)篩選出具有良好細(xì)胞相容性和促成骨分化能力的HA結(jié)晶度,然后制備多孔HA微球支架,通過植入兔背部肌肉內(nèi),考察結(jié)晶度對羥基磷灰石成骨及骨誘導(dǎo)性的影響。采用化學(xué)沉淀法、微波法和煅燒處理制備結(jié)晶度從0%~100%梯度變化的羥基磷灰石粉體。隨著HA結(jié)晶度的增大,HA粉體吸附BSA蛋白的能力逐漸減弱,當(dāng)HA結(jié)晶度升至60%以上時(shí),粉體吸附蛋白的總量不會因?yàn)槌跏嫉鞍诐舛鹊脑黾佣兓?體外成骨實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞(mBMSCs)與不同結(jié)晶度的HA粉體共培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞均能很好地黏附和鋪展;mBMSCs與結(jié)晶度高于60%的HA共培養(yǎng)具有良好的細(xì)胞活性和增殖效果,而結(jié)晶度為0%和45%的HA可以提高mBMSCs的堿性磷酸酶(ALP)活性和成骨相關(guān)基因(ALP、Runx2和OCN)的表達(dá)。通過機(jī)械攪拌和冷凍干燥法引入瓊脂糖(Agarose)制備了不同結(jié)晶度的Agarose/HA支架,相對于純相Agarose支架,粗糙度變大,微孔增多,機(jī)械強(qiáng)度更加優(yōu)異。當(dāng)支架中HA結(jié)晶度度低于45%時(shí),支架孔隙率較大,容易吸附BSA蛋白。在復(fù)合支架表面培養(yǎng)兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs),rBMSCs與結(jié)晶度高于60%的復(fù)合支架共培養(yǎng),細(xì)胞活性較好,細(xì)胞增殖明顯;與結(jié)晶度低于45%的復(fù)合支架共培養(yǎng),細(xì)胞鋪展面積大,ALP活性較高。綜合粉體和支架的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,結(jié)晶度高于60%的HA粉體,Ca~(2+)離子釋放濃度低,細(xì)胞活性和增殖效果好;結(jié)晶度為45%的HA粉體,早期蛋白吸附量較多,Ca~(2+)離子釋放適中,能顯著促進(jìn)干細(xì)胞的成骨分化。利用擠出滾圓法制備了不同結(jié)晶度的HA微球,通過灌注PLGA,得到不同結(jié)晶度的HA多孔微球支架。微球支架具有三維連通大孔結(jié)構(gòu),孔隙率為35%~41%,抗壓強(qiáng)度為6~8MPa。將支架植入兔背部肌肉內(nèi),2周無明顯降解,4周后0%、45%和60%結(jié)晶度的支架中微球少量降解;HE和免疫組化分析顯示,2周時(shí)支架均會出現(xiàn)大量的炎癥細(xì)胞,4周后基本消失,其中45%結(jié)晶度的微球支架組,4周后出現(xiàn)的新生血管進(jìn)入支架內(nèi)部,量多且直徑大,支架完全被纖維組織包裹,成血管能力強(qiáng),誘導(dǎo)成骨潛力大。
【圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文骨，富含有機(jī)基質(zhì)，可以有效的緩沖運(yùn)動過程中的沖擊和震動[4,5]。骨骼中的組分除隨著所處部位的不同變化之外，在人從幼兒到暮年過程中，各種無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)占比樣會出現(xiàn)較為明顯的變化。在幼兒時(shí)期，有機(jī)基質(zhì)較多，骨彈性大，，硬度小，不易骨易變形；在成年階段無機(jī)質(zhì)含量能夠增長到 70%，此時(shí)骨彈性大，硬度大；時(shí)至暮年，機(jī)質(zhì)含量進(jìn)一步增多，導(dǎo)致骨的韌性進(jìn)一步減小，骨更脆，易骨折。

圖 1-3 15 周缺損組 X 光片（a）；純 PLLA 組，5 周(b1)、 10 周(b2)、 15 周(b3)； nHACP 組，5周(c1)、10 周 (c2)、15 周 (c3)；reinforced nHACP 組，5 周(d1)、10 周 (d2)、15 周 (d3)[60]Figure1-3 Radiographs in defect group at 15 weeks after surgery, (a); pure PLLAgroup at 5 weeks (b1), at10 weeks (b2) and 15 weeks (b3); nHACP group at 5 weeks (c1), at 10 weeks (c2) and at 15 weeks (c3);reinforced nHACP group at 5 weeks (d1), at 10 weeks (d2) and 15 weeks (d3)[60]1.5 本課題研究的目的、意義和研究內(nèi)容1.5.1 研究目的和意義羥基磷灰石具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，它無毒、無刺激、不致過敏反應(yīng)、無致畸、無致突變、不致溶血、不破壞生物組織，并能與骨形成牢固的結(jié)合，是一種優(yōu)異的人工骨修復(fù)材料。然而，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的羥基磷灰石陶瓷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可降解性差，植入體內(nèi)后，僅能與組織在界面上形成化學(xué)鍵結(jié)合，新骨形成與降解速率不協(xié)調(diào)，缺乏
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TQ132.32

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐建強(qiáng),胡蘊(yùn)玉,張超,呂榮,白建萍,王軍;rhBMP-2/明膠復(fù)合材料修復(fù)犬長骨節(jié)段性骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究[J];創(chuàng)傷外科雜志;2002年04期

2 任伊賓,楊柯,梁勇;新型生物醫(yī)用金屬材料的研究和進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年02期

本文編號：2674629