磷酸鈣-聚甲基丙烯酸甲酯復合骨形態(tài)發(fā)生蛋白--2構建復合骨水泥的生物學研究.pdf

1、目的:
　　1.運用CPC/PMMA-BMP-2復合型骨水泥，研究其生物安全性，組織相容性，力學性能及誘導成骨活性，構建具有誘導成骨活性且抗壓能力強的可注射性復合型骨水泥。
　　2.構建CPC/PMMA-BMP-2，研究其誘導成骨活性在時間-空間上的量效關系及其促成骨-抑制成骨之間的節(jié)點。
　　3.分析CPC/PMMA-BMP-2誘導成骨活性，降解速度，抗壓強度與BMP-2濃度增減之間的動態(tài)變化關系，尋找滿足不同抗壓強

2、度（承重或非承重）條件下CPC/PMMA-BMP-2復合型骨水泥的最佳配比濃度。
　　方法:將CPC/PMMA骨水泥粉末按質量比3∶1，2∶1，1∶1均勻混合，得到不同比例的混合骨水泥固相，再分別與BMP2混合(混合濃度為100mg/L)，分別制成復合骨水泥試件。并選取BMP2復合的CPC(100％)組、PMMA(100％)組作為實驗對照組;分組如下:A組:CPC(100％)-BMP2;B組:CPC/PMMA(1∶1)-BMP2;

3、C組:CPC/PMMA(2∶1)-BMP2;D組CPC/PMMA(3∶1)-BMP2;E組:PMMA(100％)-BMP2;分別對各組復合骨水泥進行理化性能、生物安全性、組織相容性進行檢測;并構建CPC/PMMA-BMP2復合型骨水泥修復SD大鼠脛骨臨界性骨缺損模型，評估三組濃度復合骨水泥修復骨缺損的效果;
　　結果:
　　1.復合骨水泥各組力學性能檢測結果:隨著各組骨水泥內CPC含量的增加、PMMA含量的降低，抗壓-抗折-

4、抗拉伸強度也逐漸減弱，比較各組的數(shù)據(jù)有顯著性統(tǒng)計學差異（P＜0.005）。凝固溫度測量結果:A組固化溫度為約26.7℃，B，C，D組的固化溫度在36.9～37.6℃，E組的固化溫度（大約75.0℃）。固化時間測量結果:B組與C組的固化時間(〈5～6min)比D組(＞9～10min)短;A組固化時間較長(＞11min)，而E組固化時間較短（約2min）。骨水泥微孔徑結構與測量:A組孔徑距離約在100um～400um之間，E組的孔徑距離約在

5、50um～100um之間，B、C、D組，對照組的骨水泥間的孔徑約100um～200um。X射線衍射分析:CPC/PMMA-BMP2的復合并未明顯影響終產物羥基磷灰石的衍射峰，預示無新的結晶相出現(xiàn)在本組反應物中，故認為PMMA沒有參與CPC、BMP2的固化反應。骨水泥試件失重率測量:E組失重率幾乎無變化(0.07±0.01)％，以E組為對照組，進行組間比較發(fā)現(xiàn):A組、B組、C組和D組骨水泥重量明顯降低，失重率隨著CPC的比例增加而增加(P

6、＜0.001)。
　　2.復合型骨水泥的細胞毒性、全身亞急性毒性、熱源、致敏、溶血檢測及病理學檢查中發(fā)現(xiàn)，除細胞形態(tài)學中組E可見部分細胞固縮、部分發(fā)生溶解，有輕度細胞毒性，細胞毒分級為2級外;其余各組中的細胞均貼壁生長良好，細胞形態(tài)均一，呈梭形或多角形，折光性較強，可見細胞分裂相，均未見細胞毒性。各組生物安全性及組織相容性檢查，均未見異常。
　　3.CPC/PMMA-BMP-2復合型骨水泥動物骨缺損模型修復的實驗研究;術后4

7、周，骨水泥降解均不明顯;術后12周照片，E組及Control（-）對照組移植區(qū)的骨水泥材料未見明顯降解;A，B，C，D組骨水泥降解明顯，骨缺損處可見邊界模糊，材料與周邊骨質連接緊密;組織切片可見:E組骨水泥周圍未見新骨的骨小梁結構形成，僅在PMMA周圍可見一些松散無序的骨細胞;在A組中，有較多的新骨小梁形成并稀疏排列在骨缺損處;在B，C與D組中骨水泥材料由圓形變成不規(guī)則形、部分降解，降解區(qū)域可見新生骨組織沿其表面生長并與周圍骨組織連接，

8、且與原骨骼結合牢固;新生骨面積測量:術后12周，A，B，C，D組新生骨面積增長5.44％～6.88％;隨著CPC比例增高，成骨面積增長明顯;遠遠高于E及Control（-）對照組(P＜0.001)。
　　結論：
　　1.復合骨水泥的混合并不影響各自的特性和BMP2活性，復合骨水泥的抗壓強度、抗拉伸強度和抗折強度均符合骨組織材料的要求。
　　2.復合型骨水泥CPC/PMMA-BMP2(75％、67％、50％)屬于無細胞毒