WO-1生物衍生骨緩釋材料的研究.pdf

1、目的構(gòu)建WO-1生物衍生骨支架材料，并研究其理化性能、緩釋特性和細(xì)胞相容性，觀察其在體外和體內(nèi)對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌以及綠膿桿菌的抑菌能力，以及其在體內(nèi)修復(fù)兔橈骨缺損的效果。方法以新鮮捐獻骨(人)、Ⅰ型膠原和WO-1等，經(jīng)過一系列物理和化學(xué)方法構(gòu)建出單純生物衍生骨支架材料、膠原生物衍生骨支架材料和WO-1生物衍生骨支架材料，組間對照。①三種生物衍生骨支架材料的理化性質(zhì)：大體觀察不同材料的顏色、大小和空間結(jié)構(gòu)，初步了解經(jīng)過不同程序處理

2、后材料的變化；掃描電鏡觀察三種材料空間結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，并測定材料的孔徑和孔隙率；X線衍射分析三種材料的化學(xué)成分；力學(xué)測試檢測不同材料的力學(xué)性質(zhì)。②三種生物衍生骨支架材料的細(xì)胞相容性：實驗分為A、B、C組。A組：單純生物衍生骨支架材料與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)；B組：膠原生物衍生骨支架材料與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)；C組：WO-1生物衍生骨支架材料與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)。以1×107個/ml密度的兔成骨細(xì)胞懸液分別復(fù)合三組材料，培養(yǎng)1、3、5和7天。用倒置相

3、差顯微鏡和掃描電鏡觀察細(xì)胞的粘附與生長，檢測細(xì)胞活力和堿性磷酸酶活性，流式細(xì)胞儀分析細(xì)胞周期變化，MTT法檢測細(xì)胞粘附率。③wO-1生物衍生骨支架材料的緩釋特性：同位素3H-四環(huán)素被一定濃度WO-1溶液稀釋，膠原衍生骨支架材料與WO-1復(fù)合，構(gòu)建WO-1生物衍生骨支架材料，伽瑪計數(shù)器檢測同位素3H-四環(huán)素在1、2、3、4、5、6、7、8天的釋放率。④WO-1生物衍生骨支架材料的抗感染特性：WO-1生物衍生骨支架材料為實驗組，膠原生物衍生

4、骨支架材料和單純生物衍生骨支架材料為對照組。各組材料分別與金黃色葡萄球菌、大腸桿菌以及綠膿桿菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，反復(fù)轉(zhuǎn)培，觀察三種材料的抑菌效果。⑤三種生物衍生骨支架材料以及復(fù)合成骨細(xì)胞后修復(fù)兔橈骨缺損的效果：應(yīng)用新西蘭白兔96只，制備雙側(cè)15mm長橈骨臨界節(jié)段性骨缺損模型。實驗根據(jù)植入生物衍生骨支架材料不同分為A、B、C、D組。A組：植入單純生物衍生骨支架材料；B組：植入膠原生物衍生骨支架材料；C組：植入WO-1生物衍生骨支架材料；D組

5、：植入成骨細(xì)胞與WO-1生物衍生骨支架材料聯(lián)合培養(yǎng)7天的復(fù)合材料。術(shù)后6周、12周處死動物，取材，行X線檢查、組織學(xué)檢查和免疫組織化學(xué)檢查，并檢測修復(fù)區(qū)鈣和磷的含量，并測定尺橈骨的力學(xué)強度。另選用新西蘭白兔24只，植入WO-1生物衍生骨支架材料，術(shù)后1、2、3、4、5、7、9、12天取兔耳靜脈血，檢測血中的WO-1濃度，并于9、16、23、30天分別處死兩只動物，取植入物周圍的肌肉和骨骼標(biāo)本約500-700克，處死前取耳血，檢測標(biāo)本中的

6、WO-1的含量。結(jié)果①三種生物衍生骨支架材料的理化性質(zhì)：單純生物衍生骨支架材料呈白色，膠原生物衍生骨支架材料呈白色，WO-1生物衍生骨支架材料呈淡黃色；三種材料大小無明顯改變，具有天然骨的結(jié)構(gòu)；單純生物衍生骨材料的微孔表面光滑，膠原生物衍生骨材料和WO-1生物衍生骨材料的微孔表面粗糙，并可見網(wǎng)狀物；掃描電鏡檢測到三種材料的孔徑和孔隙率無顯著性差異(P＞0.05)；X衍射圖譜均為曲線型羥基磷灰石[HA,Ca10(OH)2(PO4)6]，含

7、量無明顯差異(P＞0.05)；材料的力學(xué)性能無顯著性差異(P＞0.05)。②三種生物衍生骨支架材料的細(xì)胞相容性：成骨細(xì)胞與三種材料均粘附良好，并可在材料孔隙內(nèi)生長、分化和增殖。細(xì)胞在三種材料的粘附率依次為：單純生物衍生骨材料＜膠原生物衍生骨材料＜WO-1生物衍生骨材料(P＜0.05)；粘附于材料的成骨細(xì)胞堿性磷酸酶活性依次為：單純生物衍生骨支架材料＜膠原生物衍生骨支架材料＜WO-1生物衍生骨支架材料(P＜0.05)；流式細(xì)胞儀檢測各組細(xì)

8、胞周期未見明顯變化，未見異倍體細(xì)胞。③wO-1生物衍生骨支架材料的緩釋特性：同位素檢測結(jié)果顯示3H-四環(huán)素在第1天呈爆發(fā)式釋放，第2天以后呈恒定量持續(xù)釋放。④WO-1生物衍生骨支架材料的抗感染特性：在體外6周時，金黃色葡萄球菌的抑菌圈2.4cm，4周時，大腸桿菌的抑菌圈2.0cm，因此，WO-1生物衍生骨材料對這兩種細(xì)菌有持續(xù)穩(wěn)定的抑菌能力；對綠膿桿菌的作用時間較短，12天抑菌圈不明顯；其在體內(nèi)植入一定時間后，在體外對相應(yīng)細(xì)菌仍然有較強

9、的抑菌能力。⑤三種生物衍生骨支架材料以及復(fù)合成骨細(xì)胞后修復(fù)兔橈骨缺損的效果：術(shù)后6、12周，各組實驗動物骨缺損區(qū)均有新骨形成，成骨量隨時間推移而增加。放射學(xué)和組織學(xué)檢查，以及鈣磷含量和力學(xué)強度測定，各組成骨能力的大小為A＜B＜C＜D組(P＜0.05)。在未復(fù)合成骨細(xì)胞的情況下，C組成骨能力最強，與成骨細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)后，D組成骨量明顯增強。結(jié)論WO-1生物衍生骨支架材料具有良好的理化性能、細(xì)胞相容性、以及良好的緩釋特性和抗菌能力，具有明確的