礦化骨膠原結(jié)合鍶復(fù)合骨水泥生物活性及生物力學(xué)測定.pdf

1、背景:在關(guān)節(jié)置換術(shù)中，骨水泥通過與周圍骨組織形成穩(wěn)定的機(jī)械性結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)相對長期固定，但隨著時(shí)間延長，骨-骨水泥界面會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，因此研發(fā)具有生物活性的骨水泥具有顯著臨床意義。本課題組之前研究發(fā)現(xiàn)，在聚甲基丙烯酸甲酯中添加15％的礦化骨膠原(Mineralized collagen，MC)，可以提高骨水泥的生物活性。
　　目的:為了進(jìn)一步提高生物活性，本文主要是通過混合磷酸氫鍶(SrHPO4)、礦化骨膠原及聚甲基丙烯酸甲酯(Pol

2、ymethylmethacrylate，PMMA)制備了一種新型生物活性骨水泥(SR-MC-PMMA)，研究新型生物活性骨水泥的生物力學(xué)特性及骨組織相容性。
　　方法:將SrHPO4按不同比例(1％、2％、5％、10％)添加到含有礦化骨膠原MC15％的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA復(fù)合骨水泥中，按照外科植入物丙烯酸類樹脂骨水泥國家標(biāo)準(zhǔn)ISO5833，檢測生物力學(xué)性能，包括凝固時(shí)間、抗壓強(qiáng)度及抗彎曲強(qiáng)度。在SrHPO4、MC與PMMA比例

3、分別為5％、15％的條件下，制取SR-MC-PMMA生物活性骨水泥，試驗(yàn)選用的是GB/T16886.5-2013/ISO10993-5:1999推薦的L-929小鼠成纖維細(xì)胞對含5％的SrHPO4的SR-MC-PMMA骨水泥、MC-PMMA骨水泥、C-PMMA骨水泥的浸提液進(jìn)行細(xì)胞毒性檢查.按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886-2003/ISO10993-5:1999規(guī)定的體外細(xì)胞毒性分級法標(biāo)準(zhǔn)，檢測生物活性骨水泥的體外細(xì)胞毒性。將SR-MC

4、-PMMA在無菌條件下，包埋于成熟的新西蘭家兔股骨內(nèi)側(cè)髁，分別于術(shù)后4周、8周、12周取出家兔的股骨，經(jīng)固定液固定后，行Micro-CT和硬組織切片，觀察指定區(qū)域骨CT密度及骨組織相容性。通過Image-Pro18.0軟件，測量分析新生骨組織在植入骨水泥材料中的面積比，進(jìn)行分析。
　　結(jié)果:在含有15％礦化骨膠原的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中，添加5％的SrHPO4，抗壓強(qiáng)度為(73.77±6.33MPa)，壓縮模量為(1.74±0.

5、11GPa)，符合骨水泥國家標(biāo)準(zhǔn)(ISO5833和ASTM F451標(biāo)準(zhǔn))抗壓強(qiáng)度不低于70MPa。凝固特性表明添加了5％ SrHPO4的之后的，改性骨水泥操作性能變化不大，具有較好的操作性能。按照GB/T16886/ISO10993檢測SR-MC-PMMA骨水泥的生物安全性，包括體外細(xì)胞毒性，急性全身毒性反應(yīng)，慢性肝腎毒性實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)中均無毒性反應(yīng)。在兔股骨標(biāo)本組織切片觀察發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)第4周、8周、12周，SR-MC-PMMA組均表現(xiàn)出

6、較好的骨組織長入，在第12周，SR-MC-PMMA組為(15.99±0.41％)與MC-PMMA組(9.85±0.72％)相比具有差異。在PMMA組中，第4周、8周、12周，骨組織長入比例無明顯差異。MC-PMMA、SR-MC-PMMA組中，相比于第4周，第8周和第12周，均有新生骨組織長入，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論:在含有15％礦化骨膠原的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥基礎(chǔ)上，添加5％的SrHPO4后抗壓強(qiáng)度，抗彎曲強(qiáng)度及凝固性能，均