可注射型MPC/CPC骨水泥/纤维蛋白胶/BMP人工骨材料对山羊松质骨缺损修复的研究

论文摘要

因创伤、感染、肿瘤切除等原因引起的骨缺损和骨不连是骨科临床上常见的问题,也是治疗上比较棘手的问题。近年来,随着组织工程技术的兴起与进步,尝试通过构建骨组织工程人工骨趋于替代自体、异体骨移植材料应用于临床。磷酸镁骨水泥粘合剂（magnesium phosphate cement,MPC）+磷酸钙水泥（calcium phosphate cement,CPC）,简称MPC/CPC,这种材料具有自固化、可注射、快速降解、良好的生物相容性、骨传导性及复合BMP具有骨诱导性等优点,并克服CPC黏合强度不够的缺点,但其孔隙率低,尤其缺少连通大孔,限制了在骨组织工程中的广泛应用。本实验基于近年一些研究显示用线性纤维或平面纤维网可改善CPC内部空间结构,模拟骨内自然存在的相互连通的微管结构。通过成年山羊股骨髁部松质骨缺损模型,比较其修复该骨缺损的性能,为临床应用提供理论和实验依据。目的:将MPC/CPC/FS共同作为BMP的注射性载体,研制一种具有稳定的骨诱导性、可快速塑形、具有适宜降解性能并具有一定生物力学强度的注射型复合人工骨。方法:1.测定5gMPC/CPC骨水泥中加入0ml、0.5ml、1ml、1.5ml、2ml FS的凝固时间和生物力学性能;2.对制备好的复合材料MPC/CPC/FS实验组、CPC/FS对照组、CPC对照组,行Micro–CT和孔隙率测定,分析孔隙率及显微结构特征,与传统CPC材料得凝固时间、生物力学性能作对比;3.在兔子背部肌袋随机植入复合材料MPC/CPC/FS实验组、MPC/CPC对照组、CPC/FS对照组,术后4周、8周取材,行组织学检查及Micro–CT观察其在机体内的生物相容性、降解性;4.在实验动物山羊股骨髁部做松质骨缺损模型,骨缺损部位分别植入MPC/CPC/FS/BMP复合物、MPC/CPC/FS复合物。术后分别于术后12周、24周进行X线、组织形态学检测新骨密度和面积以及载体降解率,研究注射型MPC/CPC/FS/BMP的材料降解能力和骨修复能力。结果:1. 5gMPC/CPC骨水泥中加入1.5ml的FS时复合材料的初凝时间（IT）为:3.49±0.49min;终凝时间（FT）为:12.15±1.31min;抗压强度为:18.09±1.56MPa有利于临床的操作。MPC/CPC+FS 1.5ml组虽然机械力学性能降低了,但是仍能适用于负重部位的骨缺损修复。2. Micro CT和孔隙率测定示复合材料MPC/CPC /FS实验组的孔隙率大于其余两组,且有延伸的沟隙将骨水泥微孔相连。3. MPC/CPC/ FS材料具有良好生物相容好,孔隙率、沟隙连接骨水泥微孔随着FS的递层降解逐步增高。4 MPC/CPC/FS/BMP复合物具有明确的骨修复能力。实验发现, MPC/CPC/FS/BMP复合物在植入12周时人工骨结构部分降解,部分新生骨具有骨小梁结构,将骨水泥分割、包绕,形成骨水泥岛;24周时人工骨材料已基本降解,被大量的成熟骨小梁、板层骨及新生骨小梁所替代,并形成骨性连接,其降解速度和骨修复能力远远大于其他对照组,并在统计学上具有显著性差异（P<0.01）。结论:以MPC/CPC/FS为载体复合BMP的骨修复材料在充分发挥纤维蛋白胶对BMP缓释作用的同时,又使载体具有良好的机械性能,具有明确的骨修复能力、骨黏合性能好、降解能力适合、生物相容性好等优点,制备简单、易于塑形,临床可操作性能好,并有良好的力学性能可满足负重部位的缺损修复。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 文献回顾
• 正文
• 实验一 MPC/CPC骨水泥复合纤维蛋白胶比例的研究
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 实验二 可注射 MPC/CPC 骨水泥复合纤维蛋白胶的生物力学、凝固时间的研究
• 1 材料与方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 实验三 MPC/CPC 骨水泥复合纤维蛋白胶材料降解性的可行性研究
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 3 结果
• 4 讨论
• 实验四 可注射型MPC/CPC骨水泥纤维蛋白胶复合BMP人工材料修复山羊股骨髁部缺损的研究
• 1 实验材料和方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 小结
• 参考文献
• 附录
• 个人简历和研究成果
• 致谢