目的探討新型多孔活性骨水泥(porous bioactive bone cement,PBC)在體內的生物力學特性,觀察材料降解及新骨形成情況。 方法將聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)粉末、生物玻璃粉末和殼聚糖顆粒按照不同質量百分比(W/W,%)比例配制成3種PBC:PBCⅠ(50︰40︰10)、PBCⅡ(40︰50︰10)和PBCⅢ(30︰60︰10)。32只10月齡新西蘭大白兔,雌雄不限,體重4.0~4.5 kg;制備直徑4 mm、深10 mm的雙側股骨髁部缺損模型。動物模型隨機分為4組(n=8),分別于雙側缺損處植入單純PMMA骨水泥(A組)、PBCⅠ(B組)、PBCⅡ(C組)和PBC Ⅲ(D組)。術后觀察實驗動物一般情況,1周時行膝關節正側位X線片檢查,3、6個月取標本行生物力學測試和Van-Gieson染色組織學觀察;取未植入的對應骨水泥行生物力學測試,作為對照。 結果實驗動物均存活至實驗完成。1周X線片檢查示各組植入骨水泥位置良好。生物力學測試示,植入前及術后3、6個月,C、D組壓縮強度和彈性模量均較A組明顯下降(P lt; 0.05);B組壓縮強度及3、6個月彈性模量較A組明顯下降(P lt; 0.05);C、D組間差異無統計學意義(P gt; 0.05)。植入前及術后3個月,C、D組兩指標均較B組明顯下降(P lt; 0.05);6個月,C組壓縮強度和D組彈性模量較B組明顯下降(P lt; 0.05)。與植入前相比,B、C、D組術后3、6個月兩指標均顯著下降(P lt; 0.05),A組無顯著變化(P gt; 0.05)。組織學觀察示,術后3個月,A組纖維結締組織環繞在PMMA和骨組織之間;B、C、D組殼聚糖顆粒有不同程度降解,其中D組降解最明顯;6個月,A組較前無明顯變化;B、C、D組可見骨組織沿殼聚糖降解后形成的空隙向骨水泥內部生長,C、D組骨生長優于B組。定量分析顯示,A、B、C、D組骨組織含量百分比呈逐漸上升趨勢,且各組內術后6個月顯著高于3個月。 結論以PMMA粉末、生物玻璃粉末和殼聚糖顆粒按照質量百分比(W/W,%)40︰50︰10及30︰60︰10比例制備的PBC較單純PMMA骨水泥具有更好的生物相容性及生物力學特性。
目的 硼酸鹽生物玻璃具有較高的化學反應活性,可以誘導骨再生。通過調整配方構建新型硼酸鹽生物玻璃,探討其對體外培養成骨細胞行為的影響,為其下一步的體內研究及臨床應用奠定實驗基礎。 方法 采用熔融法制備Na2O-K2O-MgO-CaO-P2O5-B2O3-SrO 新型硼酸鹽生物玻璃。并根據ISO10993-12:2007 的要求制備材料初次浸提液及二次浸提液。取體外培養第5 ~ 15 代MC3T3-E1 細胞,分別與初次浸提液、二次浸提液共培養,以α-MEM 培養基為對照。觀察新型硼酸鹽生物玻璃對成骨細胞增殖率、蛋白合成、ALP 活性、細胞凋亡以及細胞橫向、縱向遷移的影響。 結 果 初次浸提液組、二次浸提液組與對照組成骨細胞增殖吸光度A 值分別為0.356 0 ± 0.018 7、0.331 0 ± 0.025 4、0.204 0 ± 0.013 8,各組間比較差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。初次浸提液組、二次浸提液組與對照組總蛋白含量分別為(382.847 ± 9.521)、(226.071 ± 5.847)、(220.248 ± 8.213)U,初次浸提液組與對照組、二次浸提液組比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05),但二次浸提液組與對照組比較,差異無統計學意義(P gt; 0.05)。初次浸提液組、二次浸提液組及對照組ALP 活性分別為(0.013 01 ± 0.000 39)、(0.012 93 ± 0.000 44)、(0.012 92 ± 0.000 35)U/mg;細胞凋亡率分別為7.03% ± 1.95%、6.46% ± 2.88%、6.18% ± 2.21%;細胞橫向遷移距離分別為(137.50 ± 11.43)、(134.98 ± 10.50)、(135.21 ± 8.66) μm;Transwell 中穿膜細胞數分別為(10.92 ± 4.99)、(10.07 ± 2.50)、(9.81 ± 2.64)個/ 視野;以上指標3 組間兩兩比較差異均無統計學意義(P gt; 0.05)。 結論 新型硼酸鹽生物玻璃具有良好的成骨細胞相容性,對細胞增殖、分泌、遷移等行為均有一定調節作用。
目的 硼酸鹽生物玻璃具有良好的生物活性及生物相容性,在體內可以完全降解。通過將硼酸鹽生物玻璃載萬古霉素后植入清創后的兔脛骨骨髓炎病灶,探討硼酸鹽生物玻璃作為抗生素緩釋載體的可行性。 方法 將萬古霉素溶于固化液,再分別與硫酸鈣粉末、硼酸鹽生物玻璃粉末混合,制備抗生素緩釋系統,萬古霉素含量均為80 mg/g。健康成年雄性新西蘭大白兔65 只,體重2.12 ~ 3.91 kg,平均2.65 kg;于右膝骨髓腔注入0.1 mL 濃度為1 × 109 cfu/mL 的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)懸液,制備骨髓炎模型。注射后3 周,將54 只模型制備成功的大白兔隨機分成4 組:A 組(n=11)進行單純清創處理;B 組(n=11)、C 組(n=16)、D 組(n=16)徹底清創后,分別于缺損處植入硼酸鹽生物玻璃、載萬古霉素的硫酸鈣、載萬古霉素的硼酸鹽生物玻璃。清創術中取壞死組織行細菌學檢查。術后1、2、4、10、24、48 h 時測量C、D 組血清萬古霉素濃度,10、24、48、72、120 h 測量B、D 組血清硼濃度;8 周時處死全部實驗動物攝X 線片觀察并評分;取脛骨進行細菌學檢查及組織學觀察。 結果 術后共10 只實驗動物死亡。C 組術后各時間點均未檢測到血清萬古霉素;D 組血清萬古霉素濃度逐漸上升,術后4 h 時達峰值,之后濃度迅速下降。B 組術后各時間點均未檢測到血清硼;D 組術后10 h 血清硼濃度即達峰值,之后呈逐漸下降趨勢。X 線片觀察顯示術后8 周C 組載萬古霉素的硫酸鈣均降解;D 組載萬古霉素的硼酸鹽生物玻璃部分降解,但骨修復優于C 組;B 組硼酸鹽玻璃無明顯降解。術前各組X 線片評分比較,差異均無統計學意義(P gt; 0.05);術后8 周D 組評分與A、B、C 組比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。各組術中壞死組織細菌培養均提示為MRSA 陽性。術后8 周D 組脛骨組織細菌培養陰性率81.25%,與A 組36.36% 及B 組18.18% 比較,差異有統計學意義(P lt; 0.05);與C 組73.33% 比較差異無統計學意義(P gt; 0.05)。組織學觀察顯示,D 組載萬古霉素的硼酸鹽生物玻璃周圍有大量新骨形成,未見任何異物反應。A、B、C、D 組組織學評分分別為(6.45 ± 3.62)、(7.55 ± 3.36)、(4.27 ± 2.91)、(3.81 ± 3.04)分;D 組與A、B 組比較,C 組與B 組比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05);其余各組間比較,差異均無統計學意義(P gt; 0.05)。 結論 載萬古霉素的硼酸鹽生物玻璃在治愈兔慢性骨髓炎的同時可促進骨缺損修復。
目的 探討多孔微晶玻璃材料作為載體,對利福平藥物進行包裹。通過體外釋放實驗,分析影響載體釋藥速率的主要因素。方法 將玻璃結晶制備得到的各種短纖維狀磷酸鈣晶體壓制成中空圓柱狀的多孔材料,封裝一定量的利福平后浸泡在生理模擬液中,檢測浸泡液中的藥物濃度。結果 利福平能以恒定的速度、較長時間內自多孔微晶玻璃制成的緩釋藥物載體中釋放,并且釋放速度取決于微晶玻璃纖維的大小和載體的厚度。結論 多孔微晶玻璃基材料將有可能成為骨科術后持續治療的藥物載體。
目的 綜述生物玻璃在骨修復中的研究進展。 方法 查閱國內外相關研究文獻,并對取得的主要成果進行總結。 結果 生物玻璃包括生物玻璃顆粒、生物玻璃支架、生物玻璃涂層、可注射型生物玻璃骨水泥、生物玻璃載體,因其具有良好的生物學性能,成為骨修復材料的研究熱點,并已取得顯著進展。 結論 生物玻璃是一種可靠的骨修復材料,在未來骨修復治療中將占據更重要的地位。