大節(jié)段羥基磷灰石陶瓷顆粒堆積多孔支架體內異位成骨實驗研究.pdf

1、由感染、先天性疾病以及腫瘤、外傷等多種情況導致的骨缺損尤其是大面積骨缺損一直是臨床骨科常見疾病，大部分因不能自愈而需進行骨移植。自體骨移植在臨床上雖已長期應用，但因存在來源有限、患者痛苦大、并發(fā)癥多等諸多不足，從而促進了以骨修復、替代為主的骨組織工程的發(fā)展。
　　 在骨組織工程研究重點的種子細胞、支架材料、生物活性因子“三要素”中，其關鍵環(huán)節(jié)仍是支架材料，但以往報道的支架材料大都較小，難以滿足臨床大塊骨組織缺損修復需要；在支架植

2、入中，骨缺損部位的原位植入無法排除自體細胞的成骨影響，其誘導成骨活性難以確認，從而產生了將材料植入動物皮下、肌肉等非骨缺損部位的異位植入，研究證實骨組織工程材料能在包括肌肉、皮下等異位組織內成骨，但將生物材料植入體腔內壁層腹膜、腹腔大網膜等延展性更好、臨床適用性更強的異位植入實驗的報道極少；同時，支架材料的體內植入實驗作為其生物學評價方法是不可替代的，通過CT、血管造影數字減影(DSA)等影像學檢查并結合組織學方法，觀察材料植入后的形變

3、、鈣鹽沉著及血管化情況，對支架材料進行生物學評價，可為骨組織工程臨床應用提供一種植入支架材料在動物活體內的分析、評價方法，然而，這方面的相關研究報告較少。為滿足這些實際需求，本論文進行了一些探索。
　　 本文首先針對臨床對大節(jié)段骨組織工程用支架材料的實際需要，制備粒徑可控的羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)球粒和大節(jié)段中空網狀HA管，將聚乳酸(PLA)與HA管復合，從而制得內部堆積HA球粒的大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支

4、架。為考察該材料生物學性能，以犬作為實驗模型，將該支架植入犬腹腔大網膜、壁層腹膜、肌肉和股骨旁4個非骨部位，通過CT、DSA等影像學方法和組織學檢查，觀察不同部位組別材料的形變、鈣鹽沉著、血管化及成骨情況，獲得了較滿意的結果。本文為該類大節(jié)段支架材料體內成骨的生物學評價、異位成骨目標部位的選擇及后續(xù)實驗提供了數據。
　　 通過本文研究，得出以下主要結果和結論：
　　 1、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架的制備
　　 通

5、過溶膠/凝膠法和乳化成球技術制備直徑0.4-0.5mm、大小均勻的HA球粒，采用復制多孔海綿聚氨脂(PU)制備直徑1.5 cm、長4-4.5 cm、壁厚0.3 cm中空網狀HA管，經涂覆法將聚乳酸(PLA)與HA管復合，從而制得內部堆積HA球粒，孔徑、孔隙率可控的大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架，力學測試顯示其具有一定的力學強度。
　　 2、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架異位植入動物模型的建立
　　 用犬作為動物實驗對象，將大節(jié)段

6、HA顆粒堆積多孔支架植入犬體內4個非骨部位，包括肌肉、股骨旁，以及延展性更好的犬腹腔大網膜、壁層腹膜，探索出該大節(jié)段支架異位植入的手術方式和動物實驗模型的建立方法。
　　 3、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架異位植入實驗動物的活體影像學評價
　　 通過CT、DSA等影像學方法檢查實驗動物不同部位組別材料的形變、鈣鹽沉著及血管化情況，探討臨床影像學方法對支架材料在動物活體內的分析、評價的方法和可行性。植入6個月后，CT結果顯示：

7、在壁層腹膜、肌肉和股骨旁的支架材料CT值增高，提示有鈣鹽沉著；DSA結果顯示：肌肉組的支架材料內能見血管影，提示肌肉組的支架材料血管化程度較高。說明現有臨床一般影像技術可作為動物活體內支架材料的影像學評價的檢測方法。
　　 4、異位植入大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架的組織形態(tài)學觀察
　　 在支架植入6個月后取材，通過脫鈣組織切片和硬組織切片觀察，結果顯示該支架在無人工添加生長因子、藥物的前提下，合理的孔隙率使其在動物體內具有

8、異位成骨能力；其中，壁層腹膜、股骨旁骨膜和肌肉支架內毛細血管、骨樣組織生長豐富，腹腔大網膜組的新生血管和新生骨明顯少于其他三組，前三組中新生血管與新生骨之間呈正相關，提示血管化是組織工程骨植入后促進新骨生長的重要影響因素；同時，結果還顯示壁層腹膜、肌肉均可作為大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架材料體內骨組織工程的備選目標部位，但因壁層腹膜與肌肉一樣在機體內分布量更大、延展性更強，且壁層腹膜包裹中材料受壓程度小、應力變形少，壁層腹膜更適合作為該材