纳米羟基磷灰石_胶原骨修复材料

骨上进行测量$ 由于股骨被沿骨干长轴纵切! 因此 可使压头长对角线分别平行和垂直于骨干长轴! 测 定两个方向的硬度$ 对植入材料的硬度测量选择种 植体中部区域进行! 压头取向同上$
结
果
由 -BC 谱 可 知 !
=(:74 的 中 间 液 ’ 室 温 下 向 溶 液 中 边 搅 拌 边 滴 入 4743 586 ! . 的 >?( 溶 液 ! 当 =( 值 升 至 ;74 以 上 时 ! 溶 液 中 开 始 出 现 乳 白 色 沉 淀 ’ 将 溶 液 =( 值 控 制 在 ;79 左 右 保 持 "4 5@A ’ 离 心 除 去 上 清 ! 再 用 去 离 子 水 清 洗 " 次 ’ 样 品 冷 冻 干 燥 ! 得 到 ’()* 复 合 材 料 $ !"%& 复 合 材 料 的 检 测 对 所 制 得 的 复 合 材 料 利 用 - 射 线 衍 射 % -BC ! B@2<DE C ! 5<F ! BG & 进 行
结 构 分 析 ’ 利 用 富 利 叶 变 换 红 外 光 谱 技 术 % HIJB !
!"%& 复 合 材 料 的 检 测 结 果
复合材料的无机相为羟基磷灰石! 没有出现其他
*< ! K 盐 ! 但 与 羟 基 磷 灰 石 陶 瓷 粉 末 的 衍 射 谱 相 比 !
衍射峰明显变宽! 峰位重叠! 表明复合材料中矿物 相的晶粒度较低! 晶粒极为细小! 这一特点与天然 骨 很 类 似 % 图 " &$ 在 红 外 光 谱 中 ! 除 了 由 羟 基 磷 灰 石 中 K? 9:, 基 团 " ?( , 基 团 和 胶 原 中 的 ! ’( $ 基 团 所 产 生 的 吸 收 带 外 ! 还 出 现 了 *? :$, 吸 收 带 ! 表 明 无 机 相 为 碳 酸 磷 灰 石 % 图 $ &! 这 也 与 天 然 骨 的 矿 物 相 结 构 类似$ 复合材料的矿物均匀分布在胶原基质上! 片 状复合材料显示出由矿化的胶原膜" 板或纤维交织 构 成 的 多 孔 结 构 % 图 : & $ 能 谱 分 析 表 明 *< ! K 比 为
!"#$%
甲苯胺蓝染色! 光镜下观察’ 取部分未染色切片在 荧光显微镜下观察四环素标记’ 利用偏光显微镜区 分骨组织和复合材料$ 扫描电镜背散射电子成像 制备不脱钙切片后 的包埋块用金刚石研磨膏逐级抛光! 表面喷碳! 在 扫 描 电 镜 的 背 散 射 电 子 模 式 下 观 察 % G1J ! 01/ !
(>Y"9$$T). ! V $ % D2Z ! 55 $ &
分别在股骨皮质" 植入材料及种植体周围新生
材料和方法
!"#$ 复 合 材 料 的 制 备 取 " 2 羟 基 磷 灰 石 粉 末 溶 于 "34 56 " 47" 586 ! . (*6 中 ’ 取 934 52 ! 型
胶原蛋白加入上述溶液中搅拌均匀’ 上述溶液用去 离子水稀释至 $444 56! 然后溶入 $:7:; 2 ’<*6 以提高 溶液的稳定性 ! 这样得到了钙离子浓 度 为 3 5586 ! . "
摘要
法
目的
制 备 纳 米 相 羟 基 磷 灰 石 ! 胶 原 ! ’(’) ! *+, ! -)..(/0’ " 1*+- $ 复 合 材 料 " 并 检 测 骨 修 复 性 能 % 方
采 用 仿 生 方 法 制 备 1*+- 复 合 材 料 % 结 果
1*+- 复 合 材 料 成 分 与 微 结 构 具 有 同 天 然 骨 类 似 的 某 些 特 征 % 复 合 材
第 \& 卷 第 \ 期
中 国 医 学 科 学 院 学 报
c). 6 \& X +,B9.X
1) 6 \ \$$\
\$$\ 年 & 月
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纳米羟基磷灰石 ! 胶原骨修复材料
冯庆玲! 崔福斋 张 伟
! 清 华 大 学 材 料 系 " 北 京 "#$$%& #
颗 粒 型 1*+- 材 料 压 制 成 的 致 密 种 植 体 植 入 骨 髓 腔 后 " 界 面 层 可 发 生 溶 解 & 再 沉 积 的 动 态 快 速 更 新 过 程 % 巨 噬 细 胞 可在种植体表面或深入种植体内部通过吞噬和胞外降解方式吸收种植体材料% 种植体表面及内部被吸收后" 伴随有 新 骨 的 沉 积 " 这 一 现 象 类 似 骨 组 织 的 重 塑 过 程 " 可 使 1*+- 种 植 体 整 合 入 活 体 骨 的 新 陈 代 谢 中 并 最 终 为 自 体 骨 组 织 所取代% 结论 关键词 中图号
存在抗原性的问题( 各种以金属’ 陶瓷或高分子制 造的人工骨替代材料也已应用于临床" 但多数是作 为永久植体使用" 它们不能参与人体的新陈代谢" 因而长期效果往往不尽人意% 模仿天然骨的成分及
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料 的 矿 物 含 量 约 为 2$3 " 矿 物 相 为 含 有 碳 酸 根 的 羟 基 磷 灰 石 " 结 晶 度 低 " 晶 粒 尺 寸 为 纳 米 量 级 % 矿 物 相 均 匀 沉 积 在
! 型 胶 原 蛋 白 基 质 上 % 1*+- 复 合 材 料 的 力 学 性 能 表 现 为 各 向 同 性 " 其 显 微 硬 度 可 以 达 到 骨 皮 质 显 微 硬 度 的 下 限 % 用
=-& >$(’3 V9)D9D0C9H MP’C=0M9M[ ’(’) ! =PIB)TP(,(C9C0 ! H)..(/0’ H)D,)M9C0
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临床上由于创伤’ 肿瘤’ 感染所造成的骨缺损 很常见" 目前尽管有多种疗法" 但都有各自的局限 性" 尤其对大范围骨缺损的医治至今仍未有效解决% 自体骨移植受自身供体有限性的限制( 异体骨主要
1*+- 是 生 物 活 性 材 料 " 种 植 体 与 骨 组 织 可 形 成 界 面 化 学 键 合 %
仿生合成 纳米羟基磷灰石 ! 胶原复合材料
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! 仿生合成了
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
纳 米 相 羟 基 磷 灰 石 ! 胶 原 & ’()*+ 复 合 骨 替 代 材 料$ 以提纯并去抗原的!型胶原为模板! 在钙,磷 盐溶液中调制矿化而获得的复合材料! 具有天然骨 的部分微结构特征! 矿物相为含有碳酸根的纳米晶 羟基磷灰石! 其 - 光衍射谱与天然骨基本相同$ 材 料 植 入 骨 髓 腔 后 ! 光 学 显 微 镜 % ./ & 和 扫 描 电 镜 % 01/ & 观 察 显 示 了 种 植 体 被 吸 收 ! 伴 随 有 新 骨 的 沉 积$
$期
纳米羟基磷灰石 ! 胶原骨修复材料
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结构特征制造的骨替代材料! 可为细胞提供与天然 骨相类似的微环境! 这有助于骨系细胞的粘附" 增 殖及功能发挥! 这种材料不仅可直接作为骨缺损修 复材料! 也是优异的骨组织工程载体材料# 在本实验室前期研究的基础上! 并结合有机模 板调制矿化等生物矿化机制的研究
>X>X ! "444G &$
显微硬度测定 制备不脱钙切片后的包埋块经 金刚石研磨膏逐级抛光! 用于显微硬度测定$ 采用 努 氏 金 刚 石 压 头 ! 载 荷 为 . Y$3 2Z $ 努 氏 压 头 呈 楔 形 ! 两 张 角 分 别 为 ";$73[ 和 ":4[ $ 在 944\ 的 放 大 倍 数下! 用测微目镜测量压痕长对角线的长度 V % " 5 &$ 努 氏 显 微 硬 度 的 计 算 公 式 为 (
@A0,(BCD0’C )E F(C0B9(. GH90’H0 (’I J’/9’00B9’/K LM9’/=;( N’9O0BM9CPK Q09R9’/ "$$$%&K -=9’(S
789-.+,:-
L) I0O0.), ’(’) ! =PIB)TP(,(C9C0 ! H)..(/0’ @1*+-U H)D,)M9C0 (’I C0MC 9CM (V9.9CP 9’ V)’0
KLMD@A ! 165LM 0NOPL5 $444 & 进 行 结 构 及 基 团 分 析 ’ 利 用 扫 描 电 镜 % 01/ ! (@P<QR@ 0 ! 934 ! $3 DS & 结 合
能 谱 仪 % 1C0 ! 1C)- T"44 ! ;4 & 进 行 形 貌 及 成 分 分 析$ 动物实验 将 颗 粒 状 ’()* 压 制 成 圆 柱 状 样 品 % 直 径 $ 55 ! 长 度 9 55 & ! 钴 ! U4 辐 照 灭 菌 备 用 $ 选 用 U 只 新 西 兰 大 耳 白 兔 % 平 均 体 重 :7" D2 &! 耳 缘 静 脉 注 射 戊 巴 比 妥 麻 醉 % $9 52 ! D2 体 重 & $ 无 菌 条 件 下 ! 在 股 骨 骨 干 中 部 钻 孔 % 直 径 $ 55 & ! 将 种 植 体压入孔中$ 常规饲养条件喂养! : 个月后取材$ 分 别 于 处 死 动 物 前 "" V 及 前 : V 开 始 使 其 口 服 四 环 素 ! 每 次 连 服 : V$ 光学显微镜观察 截取植入了材料的骨干部分! 于 "4W 中 性 福 尔 马 林 中 固 定 ! 梯 度 乙 醇 脱 水 ! 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 % K//) & 包 埋 后 制 备 不 脱 钙 切 片 !