發(fā)布時間：2020-05-08 11:37

【摘要】：研究背景生物醫(yī)用材料在骨外科臨床應用的地位不言而喻,傳統(tǒng)的鈦合金材料以其輕而柔韌等金屬性能,是充當骨缺損修復材料臨床應用的主角。但其缺點也顯而易見,患者通常需要二次手術以取出生物材料;存在的應力遮擋也尚未得到較好的解決。開展與自身組織良好結合、并可被人體吸收的高性價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)植入材料再次手術的不便。但如何獲得兼具良好力學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鎂基復合材料,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。從而進一步揭示鎂基復合材料的降解行為,及其降解產(chǎn)物對生物體組織的影響規(guī)律,探索鎂基復合材料生物相容性評價方式。該研究將有助于進一步闡明生物鎂基材料體內(nèi)融合降解的機制,而為臨床開發(fā)應用提供理論依據(jù),使該新型醫(yī)用鎂基復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胞培養(yǎng)實驗:制備無菌生物鎂基材料的浸提液,通過將人腫瘤系成骨細胞MG63細胞體外培養(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胞的影響。實驗分組為(1)實驗組: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)。細胞培養(yǎng)72小時后觀察細胞生長狀態(tài)、生長密度和繁殖能力;CCK8試劑盒檢測細胞生長活性;Annexin V-FITC/PI細胞凋亡檢測試劑盒檢測MG63細胞早期凋亡水平;收集72h細胞上清檢測其鎂、鈉及p H值,觀察生物鎂基浸提液對體外細胞培養(yǎng)的影響。2.生物鎂基材料植入體內(nèi)實驗:實驗分為兩組:(1)實驗組: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。研究結果1.生物鎂基材料的體外細胞培養(yǎng)實驗:顯微鏡下觀察各組細胞,DMSO組細胞出現(xiàn)抱團,變形,細胞核萎縮,生長狀態(tài)一般;Ti組細胞形態(tài)較好,生長密度約為80-90%;BM組細胞生長類似Ti組,生長密度約為85-95%;采用CCK8細胞活性檢測試劑盒實驗發(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)計學差異;通過OD值計算細胞活性率得到DMSO組細胞活性率發(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)計學意義;24h、48h、72h分別收集各組細胞培養(yǎng)上清檢測鎂離子、鈉離子及p H值發(fā)現(xiàn),MG63細胞培養(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)時間增加而p H值稍增大,差異具有統(tǒng)計學意義。2.生物鎂基材料植入體內(nèi)實驗: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)計學差異;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)計學意義。結論本課題組新型生物鎂基復合材料在體外及體內(nèi)實驗對活體無危害,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)用鎂基復合材料的體外細胞毒性研究CK8 檢測細胞毒性試驗及細胞增殖活性浸提液中體外培養(yǎng) MG63 細胞，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 毒害細胞有關。Ti 合金的目前的骨科生物材料，而 BM 組細胞活性率與 Ti 組差別不大人體細胞無害；同時，我們鏡下觀察細胞生長狀態(tài)，發(fā)足最高，達到 85-95%，遠遠高于 DMSO 組，并稍高于

G63 細胞置于各組生物浸提液中培養(yǎng) 72h，用 CCK8 試劑盒檢測其）并得到其細胞活性率。根據(jù)細胞活性計算方法，得到各組 M如圖所示，DMSO 組細胞活性率最低，僅有 17.3%；相對于 DM BM 組細胞活性率值均較高，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)計學意義。
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08;R68

【參考文獻】

相關期刊論文 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];中國材料進展;2009年02期

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本文編號：2654596