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钛合金人工关节柄烧结复合生物活性玻璃陶瓷涂层的研究
采用两步涂烧法在钛合金表面制备出防组织液渗透，结合强度高，生物相容性好的复合生物活性陶瓷涂层，适合于改善人工髋关节柄部的骨结合特性。
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人骨形态发生蛋白2基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷修复颅骨缺损
背景:目前已有将体外培养的骨髓基质细胞与支架复合修复骨缺损的临床报道.但是由于该类复合材料中缺乏骨生长因子作用,在原位的成骨作用并不十分理想.目的:探讨携带入骨形态发生蛋白2基因的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料在修复兔颅骨缺损中的原位成骨作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-02/2008-11在辽宁医学院解剖学实验室完成.材料:生物活性玻璃陶瓷由中国科学院四川成都光电研究所提供,转人骨形态发生蛋白2和转pcDNA3载体的骨髓间充质干细胞由辽宁医学院解剖学教研室骨组织工程研究所保存.方法:制各兔双侧颅骨骨缺损模型,将基因转染的骨髓基质细胞与生物活性玻璃陶瓷复合培养物植入骨缺损区,术后第4,8,12周对植骨区进行大体观察、X射线摄片、组织切片、组织化学检测.主要观察指标:①复苏后的转染人骨形态发生蛋白2的骨髓基质细胞的生长特性.②从大体、X射线结果和组织学等方面观察复合材料在原位修复骨缺损的作用.结果:转染的骨髓基质细胞在细胞形态及增殖特性方面与末转染的细胞无明显差异.扫描电镜显示基因转染的骨髓基质细胞在生物活性玻璃陶瓷表面呈星形紧密排列,长入生物活性玻璃陶瓷孔隙中.复合材料植入免颅骨缺损后,X射线观察术后第4周骨缺损外周骨质与复合材料之间大部分被高密度阴影充填,术后第12周骨缺损外周骨质与复合材料之间完全被高密度阴影充填:光镜观察术后第8周骨小梁大部分相连成片,术后第12周骨小梁粗大,骨髓再生.结论:基因转染的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃陶瓷材料基本符合骨组织工程学的要求,在骨缺损区原位具有良好的成骨作用.
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生物活性玻璃陶瓷涂层与Hedgehog信号通路调控成骨
背景:生物活性玻璃陶瓷作为钛合金涂层的应用,已在临床上获得成功.而Hedgehog(Hh)信号通路与成骨关系密切,但目前为止还没有生物活性玻璃陶瓷涂层与Hh信号通路调控成骨过程的关系的研究.目的:探讨生物活性玻璃陶瓷涂层与Hh信号通路调控成骨过程的关系.方法:①制备生物活性玻璃陶瓷涂层材料,应用扫描及透射电子显微镜观察涂层结构;②将原代培养大鼠骨髓间充质干细胞接种在生物活性玻璃陶瓷涂层上,应用荧光定量RT-PCR、Western blot、免疫荧光染色等方法检测成骨标志物骨形态发生蛋白2和Hh信号通路关键因子Gli1 (Gliloma-association oncogene homoglog)的表达,并观察细胞的迁移能力.结果与结论:①电镜下生物活性玻璃陶瓷涂层表面无裂纹,表面光滑,具有致密的介孔结构,涂层厚度约350 nm;②生物活性玻璃陶瓷组中骨形态发生蛋白2和Gli1 mRNA和蛋白表达水平显著高于对照组,且Gli1和骨形态发生蛋白2蛋白在成骨过程中相互联系;与对照组相比,生物活性玻璃陶瓷组的骨髓间充质干细胞的迁移能力明显增强.③结果提示生物活性玻璃陶瓷涂层通过增加Hh信号通路的转录因子Gli1的表达,进而促进激活Hh信号通路,增强Hh信号通路活性,协同增加骨形态发生蛋白2,共同促进成骨细胞的生长增殖.
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磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附
背景:磷灰石-硅灰石生物玻璃陶瓷足近年发展起来的优良骨修复支架材料,可为种子细胞提供良好的生长环境.但是细胞与载体的相互作用及变化机制尚未完全清楚.目的:考察溶胶-凝胶法制备的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附行为,探讨温度、溶液pH值、质量浓度对谷氨酸吸附量的影响.设计、时间及地点:观察实验,于2008-03/09在四川大学材料科学与工程学院完成.材料:用溶胶凝胶法制备的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷.方法:将片状磷灰石-硅灰杆生物活性玻璃陶瓷浸泡于谷氨酸溶液中,改变谷氨酸溶液质量浓度、pH值、温度等吸附条件.主要观察指标:测量不同条件下的谷氨酸吸附量.结果:①磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷仞次对谷氨酸吸附时,属于Freundlich型吸附,包括物理吸附和化学吸附.②谷氨酸较适宜的吸附条件为DH 3.4或者8,温度为37℃左右.结论:磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷对谷氨酸的吸附受溶液pH值、温度,谷氨酸质量浓度等因素的影响,且存在一定的规律.
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新型3D打印生物材料用于兔颅骨缺损修复重建的实验研究
目的:观察3D打印生物活性玻璃陶瓷改性材料(AP40mod)对颅骨缺损的修复能力.方法:将AP40mod制成支架材料,羟基磷灰石/磷酸钙复合材料(HA-TCP)作为对照材料.27只新西兰大白兔随机分为3组并在颅骨上制备极限缺损并采取不同方法处理缺损.A组为空白对照(制造全层缺损无任何植入物),B组为AP-40mod支架材料植入,C组为HA-TCP支架材料植入.植入后4、8、12周取材,通过大体观察,显微CT分析和组织学染色评价其成骨性能.结果:显微CT结果显示A组缺损区边缘向缺损内部有部分新骨形成且随着时间增加新骨逐渐增多,B组较C组材料吸收比率更高,材料与周围颅骨骨性结合更好,新骨形成更多.组织学观察显示,B组可见新的板层状骨组织、骨髓腔及骨细胞在AP40mod支架孔隙表面及内部形成.新骨的结构、 成熟度、 成骨量均较HA-TCP支架更好.结论:AP40mod材料在兔颅骨缺损中能与颅骨紧密结合,诱导新骨组织生成,能有效的修复颅骨缺损.
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生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞影响的体外实验研究
目的:探讨生物活性玻璃作为成骨细胞培养支架的可行性,为骨组织工程寻找一种良好的细胞载体.方法:采用骨膜源性成骨细胞与生物活性玻璃陶瓷体外复合培养,通过光镜、电镜、上清液ALP测定及流式细胞仪观察及检测生物活性玻璃陶瓷对成骨细胞生物学性状的影响.结果:成骨细胞在生物活性玻璃陶瓷的表面及空隙内生长状态良好,上清液ALP测定值及细胞凋亡率(Ap)两组对照无显著性差异.结论:生物活性玻璃陶瓷具有良好的生物相容性、生物活性和成骨作用,可以成为骨组织工程中一种新型的细胞支架材料.
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β-TCP的制备及研究进展
前言目前生物陶瓷的研究日益受到人们的重视,其作为骨替代材料已经得到广泛应用.生物陶瓷按照其生物学特性可以分为生物惰性陶瓷、生物降解陶瓷、生物活性陶瓷、生物活性玻璃陶瓷以及双相钙磷陶瓷等.
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生物活性玻璃陶瓷整复下颌骨缺损后的远期力学性能变化
目的:研究植入下颌骨缺损区的生物活性玻璃陶瓷(bioactive glass ceramics,BGC)远期力学性能变化.方法:对两例因肿瘤行部分下颌骨切除生物活性玻璃陶瓷植入术后8～10年的BGC标本以植入前的BGC和人下颌骨骨皮质作对照,用三点弯曲法测定样品的抗弯强度以及弹性模量.结果:BGC植入术后8～10年抗弯强度仍然明显低于骨皮质.弹性模量稍增加且高于皮质骨.结论:BGC复合自体骨植入有良好的骨替代效果,克服其脆性后有较大的临床应用前景.
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生物活性玻璃陶瓷修复下颌骨缺损远期超微结构及元素含量分析
目的 : 对 2例下颌骨缺损区生物活性玻璃陶瓷 ( bioactive glass ceramics,BGC) 植入术后 8、 10年的临床疗效、植入 BGC前后标本的超微结构进行观察及元素含量测定 . 方法 : 将 2例患者的 BGC手术标本用戊二醛固定后 , 冷冻断裂形成自然断面 , 真空干燥条件下喷金 , 以 10年前留下的 BGC为对照 , 作断面的扫描电镜观察 , 同时 X线探针测定植入前后元素含量变化 . 结果 : BGC在尚有少量下颌骨支架残存或与自体骨复合移植时骨替代效果良好 , 但存在不能随颌骨同步生长发育的缺点 , 因而术后可导致面部外形畸形或咬合紊乱 . 大体标本及超微结构观察发现 , 骨组织可以完全长入 10 mm厚度的材料中 , 材料与颌骨外侧的板状骨几乎无明显界限 , 多数板状骨以钉突形式长入材料中 . X线能谱元素分析发现 , Si Mg原子百分含量由植入前 27.7% 降至植入后 0.43% 或更低 ,Ca、 P的原子百分含量由植入前的 54.66% 和 9.89% 分别上升至 60.44% 和 31.87% 以上 , Ca/P原子个数接近正常骨组织 . 结论 : BGC复合自体骨植入有良好的临床效果 , 克服其脆性后有较大的临床应用前景 .
