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钛铌锆β钛合金低弹性模量内固定材料的生物相容性研究
[目的]通过体内实验的方法对新型β型钛合金(Ti-Nb-Zr)骨折内固定材料的生物相容性进行评价.[方法](1)改良的鼠气囊模型(the air pouch model):健康成年SD大鼠24只,皮下充气造模后将钛铌铣β型钛合金(Ti-Nb-Zr)颗粒混悬液注入气囊,收集囊内液体采用ELISA方法测定IL-6和TNF-α,用囊壁组织学切片进行炎症细胞反应分级和囊壁厚度测量,并与传统的钛铅钒合金(Ti-6A1-4V)进行比较.(2)接骨板植入模型:将Ti-Nb-Zr做成接骨板固定在兔的胫骨上,于手术后4、8、12、24、36周分别观察接骨板周围的纤维膜形成情况和Ti-Nb-Zr-骨界面骨结合情况,并与不锈钢接骨板比较.[结果](1)Ti-6A1-4V、Ti-Nb-Zr两种颗粒注入气囊48 h后都能引起TNF-α分泌量显著升高(P<0.05),两组比较,Ti-6A1-4V组明显高于Ti-Nb-Zr组(P<0.05).两种材料均不能引起IL-6分泌的显著增加(P>0.05).Ti-Nb-Zr组气囊囊壁厚度明显小于Ti-6A1-4V组(P<0.001).(2)Ti-Nb.Zr接骨板周围软组织反应与不锈钢相近.植人后4周,新生骨痂开始覆盖Ti-Nb-Zr接骨板的两侧,8周时骨痂甚至部分覆盖接骨板和螺钉的表面形成"骨盖板"现象.12周时,骨与Ti-Nb-Zr接骨板的界面为直接接触,中间无软组织间隔.螺钉与骨也能形成较为牢固的钉-骨直接接触.[结论]低弹性模量Ti-Nb-Zrβ钛合金具有优良的体内组织相容性,是一种有前途的骨折内固定材料.
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钛铌锆β钛合金生物相容性的体外实验研究
[目的]通过体外实验对自行研发的低弹性模量、高强度新型β型钛合金人工关节假体材料生物相容性进行评价.[方法](1)采用L-929细胞(小鼠成纤维细胞)对合金进行细胞毒性试验,将细胞相对增殖率(RGR)转换成6级材料毒性进行评级.(2)将1 μm左右的钛铌锆合金(Ti-Nb-Zr)颗粒与J774A.1巨噬细胞体外共同培养24～48 h后,采用倒置相差显微镜和透射电镜观察细胞变化、RT-PCR方法测定IL-6和TNF-α表达、ELISA法测定细胞培养上清TNF-α等方法对Ti-Nb-Zr的生物相容性进行评价,并与传统的人工关节假体材料进行比较.[结果]Ti-Nb-Zr的细胞毒性为0级.吞噬了Ti-Nb-Zr颗粒的J774A.1巨噬细胞形态改变明显轻于钴铬钼颗粒组和钛铝钒颗粒组.巨噬细胞与钛铝钒合金颗粒、钴铬钼合金颗粒和Ti-Nb-Zr颗粒共同培养48 h后都有IL-6和TNF-α mRNA表达的增加,钴铬钼颗粒和钛铝钒颗粒引起增加更加明显.ELISA方法测定显示:巨噬细胞吞噬Ti-Nb-Zr颗粒48 h后分泌TNF-α的量明显低于钛铝钒和钴铬钼(P<0.05).[结论]低弹性模量Ti-Nb-Zr 钛合金具有优良的体外组织相容性,是一种有前途的骨科内植物材料.
