羥基磷灰石球粒堆積三維多孔支架及其體內(nèi)異位成骨.pdf

1、骨組織工程支架作為組織工程學(xué)的一個分支得到了廣泛的研究和發(fā)展，它為解決和改善治療人們生活中的骨缺損、骨修復(fù)提供了新的思路，帶來了新的希望。在骨組織工程支架的研究中，支架材料的選擇是關(guān)鍵因素之一；大量研究表明可作為骨組織工程支架的材料種類很多，它們都必須具備的共同特點是：良好的生物相容性(無毒、不致畸、無炎癥反應(yīng)等)，良好的生物降解性(降解可控)，適宜的力學(xué)性能(滿足實驗所需)，良好的材料表面微環(huán)境(微孔和粗糙程度等)。而支架的形貌和結(jié)構(gòu)

2、又直接影響著它的功能，隨著研究的不斷深入，對支架的要求也越來越具體：良好的三維貫通性，高的孔隙率，合適的孔徑大小，均勻的孔隙分布，高的比表面積和結(jié)構(gòu)可控、便于重復(fù)等等。為了滿足這些要求，各種各樣的支架制備方法被應(yīng)用于實際，但是到目前為止，還沒能找到一種簡單易行、經(jīng)濟(jì)實惠的制備方法。以此為出發(fā)點，本論文進(jìn)行了下面的探索性實驗。 實驗中選取以羥基磷灰石(HA)為原料：它屬于生物陶瓷，其化學(xué)成份和晶體結(jié)構(gòu)與脊椎動物的牙齒、骨組織中的無

3、機(jī)成分相似，具有優(yōu)良的生物親和性，與骨組織極易結(jié)合，生物相容性好，更重要的是對人體組織無任何的毒副作用。實驗中采用球粒堆積的方式制備了新型的多孔陶瓷支架，為考察該支架體系的生物活性，以動物狗為對象進(jìn)行了體內(nèi)非骨部位的誘導(dǎo)成骨性能研究，并取得了滿意的實驗結(jié)果，其主要結(jié)論如下： 1.采用溶膠·凝膠法和W/O乳化成球技術(shù)制備了多孔的HA球粒，并對其形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示：該方法制備的多孔HA球粒粒徑分布均勻，球粒的粒徑可通過攪拌

4、的速率來調(diào)節(jié)且與攪拌的速率成反比：球形度優(yōu)良，具有很好的力學(xué)性能和高的比表面積，單顆純HA球粒的孔隙率分布在15％~20％之間。通過添加不同制孔劑的方法可以改變球粒內(nèi)部的孔隙大小和孔隙形貌，并可以提高單顆球粒的孔隙率，平均值最高可達(dá)到30％。 2.采用有機(jī)泡沫模板法制備了多孔HA網(wǎng)管和蓋子，通過球粒堆積的方式制備了新型的三維多孔圓柱狀支架，賦予了其規(guī)整的外形，優(yōu)良的三維貫通性和高孔隙率(平均分在布48％~66.9％左右，最高可達(dá)

5、到70％)。該支架主要優(yōu)點在于：支架結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)可控，孔隙大小分布廣泛，微孔和宏孔相結(jié)合，孔隙形貌特別且可調(diào)。 3.在動物狗體內(nèi)四個不同的非骨部位對支架的異位誘導(dǎo)成骨能力進(jìn)行了研究，具體部位為腹腔內(nèi)大網(wǎng)膜包裹(AC)、壁層腹膜內(nèi)(P)、股部肌肉(M)、股骨旁骨膜覆蓋(FP)。體內(nèi)實驗結(jié)果顯示：在未載入任何生長因子或藥物的前提下，六個月時，本支架體系表現(xiàn)出良好的異位骨誘導(dǎo)性：在部位P和M的支架，微球間骨基質(zhì)生長良好，血管生長豐富

6、，有大量成熟的骨細(xì)胞鑲嵌在骨陷窩上；而在FP部位的支架是生長情況最好的，可以明顯的見到骨組織生長優(yōu)異且有片層狀的新骨長成。這說明該支架孔隙結(jié)構(gòu)合理，孔隙大小適宜，利于細(xì)胞的粘附生長和新生血管的長入，為組織液和氧份等提供了便捷的通道，有利于新陳代謝。在相同時間下，種植在AC部位的支架內(nèi)血管生長數(shù)少，管徑小，也未見到明顯的骨基質(zhì)生長。不同非骨部位的結(jié)果反應(yīng)出支架的異位誘導(dǎo)能力跟種植的部位密切相關(guān)，且支架在植入前期的內(nèi)部血管化程度是影響支架異