磷酸鈣-聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白--2構(gòu)建復(fù)合骨水泥的生物學(xué)研究.pdf

1、目的:
　　1.運(yùn)用CPC/PMMA-BMP-2復(fù)合型骨水泥，研究其生物安全性，組織相容性，力學(xué)性能及誘導(dǎo)成骨活性，構(gòu)建具有誘導(dǎo)成骨活性且抗壓能力強(qiáng)的可注射性復(fù)合型骨水泥。
　　2.構(gòu)建CPC/PMMA-BMP-2，研究其誘導(dǎo)成骨活性在時(shí)間-空間上的量效關(guān)系及其促成骨-抑制成骨之間的節(jié)點(diǎn)。
　　3.分析CPC/PMMA-BMP-2誘導(dǎo)成骨活性，降解速度，抗壓強(qiáng)度與BMP-2濃度增減之間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系，尋找滿足不同抗壓強(qiáng)

2、度（承重或非承重）條件下CPC/PMMA-BMP-2復(fù)合型骨水泥的最佳配比濃度。
　　方法:將CPC/PMMA骨水泥粉末按質(zhì)量比3∶1，2∶1，1∶1均勻混合，得到不同比例的混合骨水泥固相，再分別與BMP2混合(混合濃度為100mg/L)，分別制成復(fù)合骨水泥試件。并選取BMP2復(fù)合的CPC(100％)組、PMMA(100％)組作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組;分組如下:A組:CPC(100％)-BMP2;B組:CPC/PMMA(1∶1)-BMP2;

3、C組:CPC/PMMA(2∶1)-BMP2;D組CPC/PMMA(3∶1)-BMP2;E組:PMMA(100％)-BMP2;分別對(duì)各組復(fù)合骨水泥進(jìn)行理化性能、生物安全性、組織相容性進(jìn)行檢測(cè);并構(gòu)建CPC/PMMA-BMP2復(fù)合型骨水泥修復(fù)SD大鼠脛骨臨界性骨缺損模型，評(píng)估三組濃度復(fù)合骨水泥修復(fù)骨缺損的效果;
　　結(jié)果:
　　1.復(fù)合骨水泥各組力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果:隨著各組骨水泥內(nèi)CPC含量的增加、PMMA含量的降低，抗壓-抗折-

4、抗拉伸強(qiáng)度也逐漸減弱，比較各組的數(shù)據(jù)有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.005）。凝固溫度測(cè)量結(jié)果:A組固化溫度為約26.7℃，B，C，D組的固化溫度在36.9～37.6℃，E組的固化溫度（大約75.0℃）。固化時(shí)間測(cè)量結(jié)果:B組與C組的固化時(shí)間(〈5～6min)比D組(＞9～10min)短;A組固化時(shí)間較長(zhǎng)(＞11min)，而E組固化時(shí)間較短（約2min）。骨水泥微孔徑結(jié)構(gòu)與測(cè)量:A組孔徑距離約在100um～400um之間，E組的孔徑距離約在

5、50um～100um之間，B、C、D組，對(duì)照組的骨水泥間的孔徑約100um～200um。X射線衍射分析:CPC/PMMA-BMP2的復(fù)合并未明顯影響終產(chǎn)物羥基磷灰石的衍射峰，預(yù)示無新的結(jié)晶相出現(xiàn)在本組反應(yīng)物中，故認(rèn)為PMMA沒有參與CPC、BMP2的固化反應(yīng)。骨水泥試件失重率測(cè)量:E組失重率幾乎無變化(0.07±0.01)％，以E組為對(duì)照組，進(jìn)行組間比較發(fā)現(xiàn):A組、B組、C組和D組骨水泥重量明顯降低，失重率隨著CPC的比例增加而增加(P

6、＜0.001)。
　　2.復(fù)合型骨水泥的細(xì)胞毒性、全身亞急性毒性、熱源、致敏、溶血檢測(cè)及病理學(xué)檢查中發(fā)現(xiàn)，除細(xì)胞形態(tài)學(xué)中組E可見部分細(xì)胞固縮、部分發(fā)生溶解，有輕度細(xì)胞毒性，細(xì)胞毒分級(jí)為2級(jí)外;其余各組中的細(xì)胞均貼壁生長(zhǎng)良好，細(xì)胞形態(tài)均一，呈梭形或多角形，折光性較強(qiáng)，可見細(xì)胞分裂相，均未見細(xì)胞毒性。各組生物安全性及組織相容性檢查，均未見異常。
　　3.CPC/PMMA-BMP-2復(fù)合型骨水泥動(dòng)物骨缺損模型修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究;術(shù)后4

7、周，骨水泥降解均不明顯;術(shù)后12周照片，E組及Control（-）對(duì)照組移植區(qū)的骨水泥材料未見明顯降解;A，B，C，D組骨水泥降解明顯，骨缺損處可見邊界模糊，材料與周邊骨質(zhì)連接緊密;組織切片可見:E組骨水泥周圍未見新骨的骨小梁結(jié)構(gòu)形成，僅在PMMA周圍可見一些松散無序的骨細(xì)胞;在A組中，有較多的新骨小梁形成并稀疏排列在骨缺損處;在B，C與D組中骨水泥材料由圓形變成不規(guī)則形、部分降解，降解區(qū)域可見新生骨組織沿其表面生長(zhǎng)并與周圍骨組織連接，

8、且與原骨骼結(jié)合牢固;新生骨面積測(cè)量:術(shù)后12周，A，B，C，D組新生骨面積增長(zhǎng)5.44％～6.88％;隨著CPC比例增高，成骨面積增長(zhǎng)明顯;遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于E及Control（-）對(duì)照組(P＜0.001)。
　　結(jié)論：
　　1.復(fù)合骨水泥的混合并不影響各自的特性和BMP2活性，復(fù)合骨水泥的抗壓強(qiáng)度、抗拉伸強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均符合骨組織材料的要求。
　　2.復(fù)合型骨水泥CPC/PMMA-BMP2(75％、67％、50％)屬于無細(xì)胞毒