新型鍶改性生物玻璃材料構(gòu)建及體內(nèi)外實驗研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文新型鍶改性生物玻璃材料構(gòu)建及體內(nèi)外實驗研究姓名：沈宇輝申請學位級別：博士專業(yè)：外科學（骨科）指導教師：鄧廉夫201104上海交通大學醫(yī)學院博士學位論文CaSi03，SrCS)和硼生物玻璃(Strontiumincorporatedborosilicate，SrBS)骨植入材料，依據(jù)鍶改性后的硅酸鈣和硼生物玻璃所發(fā)生的理化特性變化，獲得材料制作的最佳配方；再制備材料樣本以生物材料界面為切入點，研究鍶改性硅酸鈣和硼生

2、物玻璃表面的理化特性及其生物學意義；最后對鍶改性硅酸鈣和硼玻璃的促進成骨效能、元素變化特點、緩釋鍶元素等進行比較分析。通過體內(nèi)外實驗，本研究將為鍶改性生物玻璃骨植入材料的研究提供了理論和實驗基礎，為解決骨植入活性生物材料的缺點提供適當?shù)幕蛐碌难芯克悸贰Ｑ芯糠椒?1)采用化學沉積法和粉末混合法，分別構(gòu)建SrCS(Sr5CS，SrlO—CS，Sr20CS)及SrBS(Sr6BS及Srl2BS)粉末后壓制成片，應用XRD、FTIR、XRF等技

3、術檢測SrCS及SrBS的成分、配方內(nèi)元素比例、化學基團、晶體結(jié)構(gòu)等；ICP檢測各離子釋放濃度；材料體外降解實驗了解材料降解特性；體外細胞毒實驗、成骨細胞增殖實驗及ALP表達了解生物學作用。根據(jù)實驗結(jié)果初步獲得最佳配方。(2)制作SrCS(Sr5CS，SrlOCS，Sr20CS)及SrBS(Sr6BS及Srl2一BS)片劑，以其為載體負載MG63成骨細胞，應用掃描電鏡觀察材料界面的鈣磷復合物沉積狀況及材料界面粘附細胞的形態(tài)、數(shù)量；結(jié)合上

4、述實驗，進一步驗證SrCS和SrBS的最佳配方。分別應用含不同濃度Sr、B、Si離子(SrCS及SrBS的主要活性離子)的條件培養(yǎng)液培養(yǎng)成骨細胞，檢測細胞增殖活性和堿性磷酸酶(ALP)表達水平等生物學特征的變化，分析這種變化與培養(yǎng)液中的離子濃度、培養(yǎng)液pH值間的關系；采用微電極pH計檢測SrCS和SrBS生物材料固／液界面pH值，比較界面pH與溶液pH值差異，研究Sr摻入對界面pH變化趨勢的影響，并確定SrCS和SrBS界面pH值范圍；

5、體外采用NaOH和HCI調(diào)整模擬SrCS和SrBS界面的pH值，探討材料界面pH值對成骨細胞粘附及其生物學特征的影響及其發(fā)生機理。最終確認最佳配方及生物材料界面理化性質(zhì)的意義。(3)根據(jù)體外實驗最佳配方采用多聚物泡沫摻入加熱技術(polymerfoamreplication)構(gòu)建CS、SrlOCS、BS及Sr6BS三維多孔支架，分析多孔支架力學、孔隙率等參數(shù)；將多孔支架材料植入大鼠脛骨近端骨缺損模型，于術后不同時間(4周和8周)，應用M