CPC-PLGA復合材料構建組織工程化骨的實驗研究.pdf

1、骨組織工程支架材料是當前生物醫(yī)用材料的研究熱點。然而由于支架材料設計、制備過程控制以及材料與組織的相互作用機理方面仍然存在諸多科學和技術問題，影響了其工程化應用。本研究采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、力學性能測試、體外培養(yǎng)及溶血試驗等手段，針對磷酸鈣骨水泥(CPC)/聚乳酸-聚羥基乙酸(PLGA)這一具有良好應用前景的支架材料，深入研究了其制備過程中的結構控制和力學性能，評估了其生物學特性，包括體外(in vitro)行為

2、以及與細胞和組織的作用；然后將支架材料與兔骨髓基質干細胞復合，構建組織化工程骨，通過X線攝片、組織細胞形態(tài)學觀察、微觀分析等手段重點研究了該組織化工程骨在動物體內與周圍組織和環(huán)境的作用。得到了以下主要結果：
　　 1)制備出了具有良好力學性能的CPC-PLGA有機-無機復合材料，抗壓強度達到40.5 MPa，彈性模量在2.5～13.8GPa之間，與人體骨組織的力學性能基本一致。PLGA的加入，減少了材料內部缺陷(孔隙)，抑制了裂

3、紋的擴展，因而有助于提高材料的力學性能。但由于其本身強度較低，PLGA過多的加入量(超過30vol％)，將導致材料力學性能下降。
　　 2)所制備的CPC-PLGA復合材料具有良好的固化性能，初凝時間在3.5～5 min之間，終凝時間在11～14 min之間，達到臨床應用要求。固化后的產物主要是羥基磷灰石(Ca5(PO4)3OH，HA)，及少量未反應完全的磷酸四鈣(Ca4(PO4)2O，TTCP)。PLGA的加入對CPC-PLG

4、A復合材料的固化時間和最終物相組成無顯著影響。
　　 3)所制備的CPC-PLGA復合材料在模擬體液中的浸泡7d，表面出現了明顯的生物性磷灰石層，顯示出很好的生物活性。在體液中浸泡的pH值在6.2～8.8之間，對細胞的刺激性小。不同濃度的CPC-PLGA復合材料浸提液對骨髓基質干細胞的細胞毒性均為1級，溶血率均<5％。這些結果都表明材料具有優(yōu)異的生物相容性。此外，PLGA在浸泡過程中會逐漸降解，為細胞的長入提供合適的孔隙，因此，

5、材料還具有很好的骨傳導特性。
　　 4)將骨髓基質干細胞做為種子細胞，種植于CPC-PLGA支架材料上，細胞能夠順利生長、增殖，細胞與支架材料的粘附良好，成功構建了新型的組織工程化骨。
　　 5)組織化工程骨植入動物體內后，沒有產生明顯的排異反應，新骨形成速度快，成骨反應顯著，成骨量多。28d時軟骨細胞向成骨細胞發(fā)生明顯形態(tài)改變，形成成熟骨小梁。表明該新型組織工程化骨具有良好的生物相容性和生物活性，能促進骨組織生長，在骨