短期可吸收骨創(chuàng)面止血納米生物玻璃-殼聚糖-羧甲基纖維素復(fù)合材料的研制.pdf

1、前言:
　　骨蠟作為一個經(jīng)典的骨缺損處止血材料已被使用了一個多世紀(jì)。由于骨蠟止血快速和有效、使用便捷、成本低，其仍被廣泛應(yīng)用于不同的外科手術(shù)中。但事實(shí)上，由于關(guān)于骨蠟的負(fù)面報(bào)道[18、19]，外科醫(yī)生在減少術(shù)中骨蠟的用量。眾多并發(fā)癥一直歸因于骨蠟，因?yàn)樗且粋€非降解性材料，以至于無限期存在于應(yīng)用部位。因此，具有良好的組織相容性，降解速率和骨誘導(dǎo)能力并且孔隙度適當(dāng)?shù)木植恐寡獎┱Ｑ邪l(fā)中[1]。
　　殼聚糖(CS)是一種通過甲殼

2、素部分脫乙酰作用產(chǎn)生的線性多糖。由于其高生物相容性，生物降解能力，抗菌，適合骨誘導(dǎo)和表面吸附性能[2]，殼聚糖被認(rèn)為是一種骨缺損處的骨替代材料。這些特性使它非常適合各種動物模型中的傷口封閉、愈合以及體外止血。骨蠟的止血原理是物理堵塞。血小板粘附和激活也對促進(jìn)血栓形成，防止進(jìn)一步出血至關(guān)重要。有報(bào)道對殼聚糖進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)分析用于證實(shí)其促進(jìn)紅細(xì)胞聚集的能力[3]。
　　加入生物玻璃能為復(fù)合物提供骨誘導(dǎo)性能。例如，生物玻璃(BG)是一種N

3、a2O/CaO/SiO2/P2O5體系的生物活性材料，它被發(fā)現(xiàn)在與骨自然聯(lián)接的界面處不會形成纖維組織。磷灰石層的生物玻璃展現(xiàn)出聚合物基質(zhì)特有的非常獨(dú)特的粘彈性和機(jī)械特性。多孔復(fù)合支架比殼聚糖支架具有更好的生物相容性[4]。
　　帶負(fù)電的聚電解質(zhì)的水溶性羧甲基纖維素(CMC)(C6H7O2(OH)2CH2COONa)是一種由天然纖維素通過化學(xué)改良后得到的重要的纖維素衍生品。由于CMC具有獨(dú)特的特性如粘性，稠化，成膜能力，懸架性能和水

4、穩(wěn)定性，CMC被廣泛應(yīng)用于工業(yè)作為增稠劑，作為一種洗衣粉添加劑，用于造紙或作為浮選劑。然而，鮮有報(bào)告關(guān)于在骨再生領(lǐng)域中使用CMC。Kim[5]檢驗(yàn)了羧甲基纖維素鈉作為一種脫鈣骨基質(zhì)載體在體內(nèi)應(yīng)用部位形成凝膠的可能性，結(jié)論是令人鼓舞的。當(dāng)CMC溶液中混入CS，由于他們具有相同的結(jié)構(gòu)和相反電荷，強(qiáng)離子交聯(lián)將導(dǎo)致聚電解質(zhì)形成一個穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　關(guān)于使用納米生物玻璃/殼聚糖/羧甲基纖維素(nBG/CS/CMC)復(fù)合材料修復(fù)骨缺損未見

5、報(bào)道。因此我們的目的是設(shè)計(jì)一個含有此三種材料的復(fù)合支架，對它進(jìn)行體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。我們假設(shè)nBG/CS/CMC支架可以作為一個潛在可用于臨界尺寸骨缺損的骨修復(fù)和止血材料。
　　第一部分復(fù)合材料的制備、表征及體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
　　目的:探討nBG/CS/CMC復(fù)合物作為非承重部位骨修復(fù)材料的可行性。
　　方法:通過制備不同質(zhì)量比的nBG/CS/CMC復(fù)合材料，確定各組分比例。凍干法處理后，多孔支架nBG/CS/CMC的三維微結(jié)

6、構(gòu)通過SEM進(jìn)行分析，基于至少40處視野觀察，用Image J軟件計(jì)算出材料孔隙直徑孔隙度。用兔滑膜干細(xì)胞行Wst-1實(shí)驗(yàn)，測定材料細(xì)胞毒性。
　　結(jié)果:nBG/CS/CMC復(fù)合材料中各組分質(zhì)量比依次為1∶1∶3.75。電鏡下材料支架呈現(xiàn)開放和相互聯(lián)通的多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙度大于80％，平均孔隙直徑是78.3±28.1μm。Wst-1檢驗(yàn)表明，復(fù)合材料具有優(yōu)秀的生物相容性且無細(xì)胞毒性。
　　結(jié)論:nBG/CS/CMC復(fù)合材料具有

7、與天然骨相似的支架結(jié)構(gòu)且具有良好的生物相容性。
　　第二部分復(fù)合材料的骨面止血及骨修復(fù)研究
　　目的:研究nBG/CS/CMC復(fù)合材料的體內(nèi)降解、骨面止血及骨修復(fù)情況。
　　方法:27只兔子被用于體內(nèi)試驗(yàn)。在3、6、9周分別處死每組3只兔子，行X線、H&E染色及Masson染色進(jìn)行分析，評估骨內(nèi)生長以及骨質(zhì)量。用Image J軟件計(jì)算植入材料在體內(nèi)的降解情況。
　　結(jié)果:研究表明雖然復(fù)合物和骨蠟的止血效果相似，其