复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥的生物力学性能和组织相容性研究

论文摘要

目的构建利塞膦酸钠-磷酸钙骨水泥骨骼药物释放系统，以磷酸钙骨水泥为局部缓释载体，在强化椎体的同时局部释放利塞膦酸钠进行抗骨质疏松治疗，为临床使用复合药物可注射骨水泥微创治疗骨质疏松性椎体骨折、提高经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形术治疗效果提供相关的实验依据。方法1、将磷酸钙骨水泥固相粉末和利塞膦酸钠粉末按照质量分数分别为0.1%、0.5%和1%混合，混合后采用锥形维卡测试针测试复合药物后的CPC骨水泥聚合时间；将含利塞膦酸钠不同质量分数的复合药物骨水泥制备成各种试件后采用Zwick Z050电子拉伸试验机、岛津UH-F100OKNC液压万能试验机和MTS810Material TestSystem疲劳试验机分别测试事件的抗压缩性能、抗弯曲性能、抗疲劳性能；2、将含利塞膦酸钠粉末质量分数分别为0.1%、0.5%和1%的各组骨水泥标本分别放入30ml的PBS中，在37℃的生化培养箱内浸提，测定1d、3d、7d、14d、21d、28d、35d、42d、49d、56d、84d、112d、140d、168d浸提液浓度；3、取出生48小时之内的新生胎鼠头盖骨分离、培养和鉴定成骨细胞，将细胞在DMEM培养液浸提液全液、DMEM浸提液1:3DMEM培养液、含5%PBS浸提液的DMEM培养基、含10%PBS浸提液的DMEM培养基、含15%PBS浸提液的DMEM培养基中分别培养1天、2天、3天，每天用MTT法测定细胞相对存活率；4、将骨水泥试件植入兔股骨内，分别于术后4、8、12及24周取出，通过质量测定定性研究复合利塞膦酸钠CPC在生物体内的降解性能，通过组织学标本镜下检测研究标本的组织相容性。结果1、随着CPC中利塞膦酸钠粉末含量的增加，各组骨水泥的初凝时间和终凝时间均有不同程度的延长而抗压强度逐渐下降，质量分数为1%的复合利塞膦酸钠CPC骨水泥抗压强度测试值已明显接近CPC骨水泥原品抗压强度下限（35Mpa）；复合利塞膦酸钠CPC骨水泥固化后的抗弯曲强度、抗疲劳性能与对照组无显著差异（p>0.05）；弯曲模量随复合利塞膦酸钠粉末质量分数的增加而逐渐下降，质量分数为1%的复合利塞膦酸钠CPC骨水泥弯曲模量与对照存在统计学差异（p=0.004）。2、各组释放速率均随着浸提时间延长而逐渐减小，减少的幅度先快后慢；在同一时间点，各组释放速率随着骨水泥中利塞膦酸加入量增加而逐渐增大，增大倍数开始时与利塞膦酸加入量增加倍数基本一致；各组在1周内释放总量百分比相似，约11％左右，经过3-7天过渡期后进入缓慢释放期，在168天时释放总量百分比均小于20％；在快速释放期，各组的释放百分比斜率较为一致，而在缓慢释放期，释放总量百分比斜率存在差别，即组3>组2>组1；3、随着CPC中复合利塞膦酸钠的质量分数和浸出时间逐渐增加，对胎鼠原代培养的成骨细胞毒性作用逐步增大；4、复合利塞膦酸钠CPC在生物体内的组织相容性良好，其降解性能随复合利塞膦酸钠的质量分数的增加而增加。结论1、为保证CPC骨髓泥的机械力学强度能够满足临床工作需要，所复合的利塞膦酸钠质量分数不应超过1%；2、利塞膦酸可从骨水泥中缓慢释放，快速释放期、过渡期和缓慢释放期的释放浓度均随着加入量的增加而增大；3、局部应用复合利塞膦酸钠CPC骨水泥，应充分考虑利塞膦酸钠抑制破骨细胞同时对成骨细胞产生的药物作用；4、复合利塞膦酸钠CPC在生物体内组织相容性良好，合理的药物复合比例有利于加快CPC降解。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 文献回顾
• 实验一 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥的生物力学性能研究
• 1 材料
• 1.1 实验原料
• 1.2 材料试验设备
• 1.3 试件的影像学鉴定设备
• 2 方法
• 2.1 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥的制备
• 2.2 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥的生物力学测试
• 3 结果
• 3.1 骨水泥聚合时间
• 3.2 骨水泥试件的规格及选入
• 3.3 复合药物骨水泥抗压缩性能测试结果
• 3.4 复合药物骨水泥抗弯曲性能测试结果
• 3.5 复合药物骨水泥抗疲劳性能测试结果
• 4 讨论
• 4.1 复合药物对 CPC 的固化过程的影响
• 4.2 复合药物对 CPC 的理化性质的影响
• 4.3 复合荷药物对 CPC 生物力学性能的影响
• 4.4 本实验相关结果的分析
• 实验二 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥的浸提特性研究
• 1 材料
• 1.1 实验分组
• 1.2 标本制备和选入
• 2 方法
• 2.1 复合药物骨水泥浸提试验
• 2.2 药物释放浓度的监测
• 2.3 药物释放浓度的检测
• 3 结果
• 3.1 各组浸提标本重量及其中利塞膦酸含量
• 3.2 标准曲线
• 3.3 复合药物骨水泥的药物释放速率
• 4 讨论
• 4.1 CPC 释放药物的基本特性
• 4.2 影响药物释放的因素
• 4.3 本研究相关结果的分析
• 实验三 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥对胎鼠成骨细胞的毒性研究
• 1 材料
• 1.1 组织材料
• 1.2 主要试剂及溶液配制
• 1.3 主要仪器设备
• 2 方法
• 2.1 成骨细胞提取与培养
• 2.2 成骨细胞鉴定
• 2.3 骨水泥浸提液的制备
• 2.4 细胞接种密度选择
• 2.5 细胞毒性检测
• 3 结果
• 3.1 成骨细胞的培养与鉴定
• 3.2 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥对成骨细胞的毒性作用
• 4 讨论
• 4.1 利塞膦酸钠抗骨质疏松的机制和效能
• 4.2 利塞膦酸钠对成骨细胞的作用
• 4.3 本研究相关结果的分析
• 实验四 复合利塞膦酸钠磷酸钙骨水泥在兔股骨内的植入研究
• 1 材料
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验动物
• 1.3 主要实验设备和仪器
• 2 实验方法
• 2.1 实验分组
• 2.2 实验步骤
• 2.3 试件降解速度定性分析
• 3 结果
• 3.1 实验动物切口愈合情况
• 3.2 试件植入后骨组织愈合情况
• 3.3 复合利塞膦酸钠 CPC 试件降解速度定性研究
• 4 讨论
• 4.1 CPC 的降解机理
• 4.2 复合利塞膦酸钠对 CPC 降解性的改善
• 4.3 本研究相关结果的分析
• 小结
• 参考文献
• 附录
• 个人简历和研究成果
• 致谢