目的 探討殼聚糖膜包裹的多孔聚磷酸鈣（calcium polyphosphate，CPP）生物陶瓷的制備方法，為骨缺損的修復提供可行方案。方法 采用化學方法制備殼聚糖微球作為致孔劑，通過煅燒、球磨、混漿、燒制等步驟制備多孔CPP生物陶瓷，采用化學方法使多孔殼聚糖膜包裹于其上。對殼聚糖膜包裹的多孔CPP生物陶瓷的理化性質、毒性、生物力學進行檢測。結果 多孔CPP生物陶瓷孔分布較為均勻，孔徑100～300μm，鏡下見其內部成孔良好，貫通性較好。殼聚糖微球為淡黃色、較為均勻的小球，粒徑200～400μm,抗壓性較差，用手即可碾碎。殼聚糖膜包裹的多孔CPP生物陶瓷浸提液對雌、雄小鼠的最大耐受量均gt;24 g/kg。殼聚糖包裹的多孔CPP生物陶瓷大體孔隙率為60％～80％，抗壓強度 200MPa，可滿足作為骨替代物的抗壓強度。結論殼聚糖膜包裹的多孔CPP生物陶瓷是一種良好的多孔狀生物陶瓷支架材料，生物力學性能好，無急性毒性 ，有可能成為骨替代物的優良材料。
目的 探索以多孔β-磷酸三鈣 (β- TCP)生物陶瓷材料為支架 ,經體外誘導的骨髓間質干細胞 (MSCs)為種子細胞 ,構建組織工程化軟骨修復羊關節軟骨缺損的可行性。方法 將 2 8只中國美利奴綿羊分為三組。實驗組 (n=12 ) :分離培養羊自體第 7代 MSCs,經轉化生長因子 - β誘導后接種到預制的 β- TCP多孔生物陶瓷材料上 ,細胞 -材料復合體經體外孵育后 ,無菌條件下植入預制的羊單側肱骨近端關節面缺損處 ;單純材料組 (n=12 ) :采用單純β- TCP材料修復羊關節軟骨缺損 ;空白對照組 (n=4 ) :制備的羊關節軟骨缺損區未做任何修復。術后 12周和 2 4周分別取材 ,進行組織學、組織化學和免疫組織化學分析。結果 實驗組術后 12周羊關節軟骨缺損處肉眼可見透明軟骨樣組織形成 ,組織學檢查發現 ,材料降解明顯 ,未降解吸收的材料孔洞內廣泛分布著新生軟骨組織 ,軟骨細胞外基質豐富 , 型膠原染色陽性 ;術后 2 4周 ,支架材料幾乎完全降解 ,缺損區被新生軟骨組織所取代。單純材料組術后 12周 ,缺損區邊緣有新生軟骨組織向支架材料內長入，缺損中央大部分區域仍未得到修復。結論 以β- TCP多孔生物陶瓷作為支架材料，以自體BMSCs作為種子細胞構建組織工程化軟骨修復關節軟骨缺損是可行的。
目的 探討以骨髓間質干細胞 (MSCs)作為種子細胞、β-磷酸三鈣 (β- TCP)多孔生物陶瓷作為支架材料構建組織工程化人工骨 ,修復兔實驗性顱骨標準缺損的可行性。 方法 選擇 5月齡新西蘭大白兔 34只 ,制作顱骨標準缺損后分成 3組。A組 (n=2 0 ) :分離培養兔同胎異體 MSCs,體外擴增后接種到預制的 β- TCP多孔生物陶瓷材料上 ,細胞 -材料復合體經體外孵育后 ,無菌條件下植入顱骨缺損 ;B組 (n=10 ) :采用單純β- TCP材料修復兔顱骨缺損 ;C組(n=4 ) :兔實驗性顱骨標準缺損區未做骨修復。術后 6周和 12周分別處死動物、取材 ,進行缺損區大體、組織學、組織化學和免疫組織化學分析。 結果 顱骨缺損處 A組術后 6周表面肉眼可見骨樣組織形成 ,組織學提示材料部分降解 ,未降解吸收的材料孔洞內廣泛分布著新生骨組織 ,成骨細胞外基質豐富 , 型膠原染色陽性 ;術后 12周 ,支架材料幾乎完全降解 ,缺損區被新生骨組織所取代。B組術后 6周 ,可見從缺損區邊緣有新生骨組織向支架材料內長入 ,支架材料部分吸收 ;術后 12周 ,可見從缺損區邊緣長入到支架材料內的新生骨組織逐漸增多,但材料的中心部位未發現新生骨形成.C組術后12周,僅見少量骨組織從缺損區邊緣向缺損區內長入,缺損中央大部分區域未得到修復. 結論體外培養擴增的兔MSCs在不添加外源性生長因子的情況下,與β-TCP復合植入后可以在體內誘導、分化為成骨細胞,并能夠對標準的顱骨缺損進行有效的修復,可進一步推廣應用。
針對多孔生物陶瓷骨支架力學強度差的問題, 結合生物可降解鎂合金良好的力學性能, 提出了一種制備雙管道鎂合金/生物陶瓷復合增強骨支架的方法。首先設計具有互不連通雙管道的支架結構, 然后利用光固化快速成型結合凝膠注模法制備具有雙管道的生物陶瓷支架, 再利用低壓鑄造法向雙管道生物陶瓷支架的次級管道中灌注熔化的AZ31鎂合金, 鎂合金固化后即得到鎂合金/生物陶瓷復合骨支架。支架壓縮實驗測得單管道生物陶瓷支架的壓縮強度為(9.76±0.64)MPa, 而鎂合金/生物陶瓷復合骨支架的壓縮強度為(17.25±0.88)MPa。鎂合金/生物陶瓷復合骨支架具有明顯的力學增強能力。
目的 完善 β 磷酸三鈣（β tricalcium phosphate，β-TCP）生物陶瓷系統微創治療股骨頭壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）的理論體系，評估其臨床療效。方法取 7～8 月齡雄性新西蘭大白兔 18 只制備血管化動物模型，術后 4、8、12 周采用 micro-CT 掃描血管三維重建和熒光背景下血管顯像觀察新生血管形態，并計算血管長入包裹區的深度、血管數目以及血管直徑。取 9 個豬股骨標本隨機分為 3 組（n=3）：A 組為正常股骨頭頸組；B 組為空腔組（隧芯減壓通道+股骨頭內球形骨缺損）；C 組為植骨組，打壓植入混合陶瓷顆粒填充股骨頭內球形缺損，骨隧道內植入 β-TCP 多孔生物陶瓷棒。行生物力學檢測計算標本的剛度及屈服載荷。多中心回顧分析 2012 年 1 月—2018 年 7 月，國內 7 所醫療中心行生物陶瓷系統微創保髖治療的 ONFH 患者 200 例（232 髖）。其中男 145 例，女 55 例；年齡 17～76 歲，平均 42 歲。按照國際骨循環協會（ARCO）分期為Ⅱ期 150 髖，Ⅲ期 82 髖。術后定期對患者進行影像學評估，采用 Harris 評分對髖關節功能進行評價，并比較 ARCO Ⅱ期與Ⅲ期患者的臨床療效。結果 動物實驗結果顯示血管可由多孔生物陶瓷棒非包裹區長入包裹區，至 12 周時可見血管貫穿包裹區。隨術后時間延長，血管長入包裹區的深度、血管數目、血管直徑均逐漸增加，各時間點間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。生物力學檢測示，B、C 組標本剛度和屈服載荷顯著低于 A 組，B 組屈服載荷顯著低于 C 組，差異均有統計學意義（P<0.05）；C 組股骨頭頸的剛度恢復至 A 組的 41.52%±3.96%，屈服載荷恢復至 A 組的 46.14%±7.85%。臨床研究顯示，200 例患者均獲隨訪，隨訪時間 6～73 個月，平均 22.7 個月。至末次隨訪時有 12 例（16 髖）行全髖關節置換術，髖關節生存率為 93.10%；根據影像學評估，184 髖（79.31%）影像學穩定，48 髖（20.69%）出現影像學進展；Harris 評分為（79.3±17.3）分，較術前（57.3±12.0）分顯著改善（t=18.600，P=0.000）；優良率達 64.22%（149/232）。ARCO Ⅱ期患者在髖關節生存率、影像學評估、Harris 評分方面均優于 ARCO Ⅲ期患者（P<0.05）。結論β-TCP 生物陶瓷系統微創治療 ONFH，可引導大轉子及股骨頸血運至股骨頭內促進壞死修復；術后早期可以部分恢復股骨頭頸力學性能；該方法為 ONFH 患者，尤其是早期患者提供了一種新的保髖治療選擇。