【摘要】：研究背景生物醫(yī)用材料在骨外科臨床應(yīng)用的地位不言而喻,傳統(tǒng)的鈦合金材料以其輕而柔韌等金屬性能,是充當(dāng)骨缺損修復(fù)材料臨床應(yīng)用的主角。但其缺點(diǎn)也顯而易見,患者通常需要二次手術(shù)以取出生物材料;存在的應(yīng)力遮擋也尚未得到較好的解決。開展與自身組織良好結(jié)合、并可被人體吸收的高性價(jià)比骨缺損材料的研究具有廣闊的前景。目前,可生物降解鎂合金是本領(lǐng)域醫(yī)用金屬材料的前沿方向,可以克服鈦合金、不銹鋼等傳統(tǒng)植入材料再次手術(shù)的不便。但如何獲得兼具良好力學(xué)相容性和生物相容性的鎂合金是其亟待解決的一大問題。研究目的本課題組前期采用低溫球磨和粉末冶金法制備生物活性陶瓷顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料,通過本醫(yī)用鎂基材料的生物相容性研究,開展生物材料浸提液體外細(xì)胞培養(yǎng),并將其植入SD鼠體內(nèi)觀察體內(nèi)代謝變化。從而進(jìn)一步揭示鎂基復(fù)合材料的降解行為,及其降解產(chǎn)物對生物體組織的影響規(guī)律,探索鎂基復(fù)合材料生物相容性評(píng)價(jià)方式。該研究將有助于進(jìn)一步闡明生物鎂基材料體內(nèi)融合降解的機(jī)制,而為臨床開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù),使該新型醫(yī)用鎂基復(fù)合材料成為未來骨缺損材料的新來源。研究方法1.生物鎂基材料的體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn):制備無菌生物鎂基材料的浸提液,通過將人腫瘤系成骨細(xì)胞MG63細(xì)胞體外培養(yǎng)于各組生物材料浸提液中,來探究生物鎂基材料對人成骨細(xì)胞的影響。實(shí)驗(yàn)分組為(1)實(shí)驗(yàn)組:即生物鎂基材料組(bio-magnesium,BM組);(2)陽性對照組:鈦合金材料組(Ti組);(3)陰性對照組:5%二甲基亞砜(Dimethyl Sulphoxide,DMSO組)。細(xì)胞培養(yǎng)72小時(shí)后觀察細(xì)胞生長狀態(tài)、生長密度和繁殖能力;CCK8試劑盒檢測細(xì)胞生長活性;Annexin V-FITC/PI細(xì)胞凋亡檢測試劑盒檢測MG63細(xì)胞早期凋亡水平;收集72h細(xì)胞上清檢測其鎂、鈉及p H值,觀察生物鎂基浸提液對體外細(xì)胞培養(yǎng)的影響。2.生物鎂基材料植入體內(nèi)實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)分為兩組:(1)實(shí)驗(yàn)組:即生物鎂基材料組(bio-magnesium,BM組);(2)空白對照組:無生物材料植入。研制髓內(nèi)釘大小的生物鎂基材料,并人為制造老鼠骨缺損。將生物鎂基來源的髓內(nèi)釘植入骨缺損模型中,空白對照組沒有器材植入,其余處理與BM組相同。BM組植入生物材料后4個(gè)月,觀察兩組老鼠生長狀態(tài)、體重變化、尿蛋白試紙監(jiān)測尿蛋白改變、血清生化及電解質(zhì)水平、肝功能及腎功能水平、老鼠腎臟病理切片并作HE染色。研究結(jié)果1.生物鎂基材料的體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn):顯微鏡下觀察各組細(xì)胞,DMSO組細(xì)胞出現(xiàn)抱團(tuán),變形,細(xì)胞核萎縮,生長狀態(tài)一般;Ti組細(xì)胞形態(tài)較好,生長密度約為80-90%;BM組細(xì)胞生長類似Ti組,生長密度約為85-95%;采用CCK8細(xì)胞活性檢測試劑盒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)陽性對照組加有DMSO,OD值最低;相對于DMSO組,Ti組(OD=1.54)和BM組(OD=1.63)OD值均較高,P值均小于0.05;相對于Ti組,BM組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;通過OD值計(jì)算細(xì)胞活性率得到DMSO組細(xì)胞活性率發(fā)現(xiàn)相對于DMSO組(17.3%),Ti組和BM組分別為81.2%(P=0.041)和83.5%(P=0.047),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;24h、48h、72h分別收集各組細(xì)胞培養(yǎng)上清檢測鎂離子、鈉離子及p H值發(fā)現(xiàn),MG63細(xì)胞培養(yǎng)24h后DMSO組p H值變化最大((P=0.047),并逐漸隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而減小。相對于DMSO組,Ti組與BM組p H值改變較小,24h仍為中性,隨著培養(yǎng)時(shí)間增加而p H值稍增大,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2.生物鎂基材料植入體內(nèi)實(shí)驗(yàn):空白對照組相比,植入BM材料的SD鼠體重增加稍緩,但兩者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;尿蛋白試紙監(jiān)測BM組及空白對照組兩組老鼠尿蛋白水平,均為陰性;與空白對照組相比,BM組老鼠肝功能、腎功能、電解質(zhì)均無較大差異;ELISA試劑盒檢測兩組血清炎性因子IFN-r和TNF-a表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)相對于空白對照組,BM組植入生物鎂基材料后IFN-r和TNF-a改變均較小,P0.05,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論本課題組新型生物鎂基復(fù)合材料在體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)對活體無危害,能維持良好的體內(nèi)生態(tài)平衡,有可能成為新型的骨缺損材料來源。
【圖文】：

型醫(yī)用鎂基復(fù)合材料的體外細(xì)胞毒性研究CK8 檢測細(xì)胞毒性試驗(yàn)及細(xì)胞增殖活性浸提液中體外培養(yǎng) MG63 細(xì)胞，我們發(fā)現(xiàn)陰性對照組加OD 值最低；相對于 DMSO 組，Ti 組（OD=1.54）和 B63）OD 值均較高，P 值均小于 0.05；相對于 Ti 組， B異。這有可能與 DMSO 毒害細(xì)胞有關(guān)。Ti 合金的目前的骨科生物材料，而 BM 組細(xì)胞活性率與 Ti 組差別不大人體細(xì)胞無害；同時(shí)，我們鏡下觀察細(xì)胞生長狀態(tài)，發(fā)足最高，達(dá)到 85-95%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 DMSO 組，并稍高于

G63 細(xì)胞置于各組生物浸提液中培養(yǎng) 72h，用 CCK8 試劑盒檢測其）并得到其細(xì)胞活性率。根據(jù)細(xì)胞活性計(jì)算方法，得到各組 M如圖所示，DMSO 組細(xì)胞活性率最低，僅有 17.3%；相對于 DM BM 組細(xì)胞活性率值均較高，分別為 81.2%和 83.5%，P 值分別為 0兩者分別相較于 DMSO 組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R318.08;R68

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 高家誠;胡德;宋長江;;醫(yī)用鎂合金降解及其對人體的影響[J];功能材料;2012年19期

2 楊柯;譚麗麗;任伊賓;張炳春;張廣道;艾紅軍;;AZ31鎂合金的生物降解行為研究[J];中國材料進(jìn)展;2009年02期

，

本文編號(hào)：2654596