多孔PLLA-n-HA-PES復(fù)合材料的制備、及其生物相容性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:本文采用溶劑-粒子瀝洗法制備高孔隙率L-聚乳酸/納米羥基磷灰石/聚丁二酸乙二醇酯（PLLA/n-HA/PES）多孔復(fù)合材料，通過對PLLA合成、多孔材料的制作、材料的表征、體外降解性能、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動物植入實(shí)驗(yàn)幾個方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，探討多孔復(fù)合材料對骨缺損的修復(fù)作用及其生物相容性，為臨床應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。
　　方法:
　　(1)以L-乳酸為原料，采用開環(huán)聚合法制備合適的粘均分子量的L-聚乳酸(PLLA)。再以PLL

2、A、n-HA和PES為原料，采用溶劑-鹽瀝洗法制作PLLA/n-HA/PES多孔復(fù)合材料。
　　(2)在PES含量恒定的情況下，調(diào)節(jié)PLLA/n-HA比值，制作不同比例多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料。將不同比例的多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料在PBS緩沖溶液中進(jìn)行降解，分別檢測降解液中不同時間點(diǎn)下材料的失重率、吸水率、PH值、分子量及掃描電鏡下的變化，以驗(yàn)證降解機(jī)制及適合植入動物體內(nèi)的比例配置。
　　(3)將

3、多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料的浸提液與成骨樣細(xì)胞共同培養(yǎng)，根據(jù)細(xì)胞形態(tài)分析標(biāo)準(zhǔn)表及細(xì)胞毒性程度評價標(biāo)準(zhǔn)表對試驗(yàn)材料進(jìn)行毒性分析;MTT法測定細(xì)胞在材料表面的粘附情況及增殖能力;吖啶橙染色行細(xì)胞計數(shù);測定堿性磷酸酶含量;多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料與成骨樣細(xì)胞共同培養(yǎng)，干燥后放入液氮中脆斷，材料斷面噴金，用SEM觀察材料上細(xì)胞形態(tài);皮膚致敏試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)接觸斑貼致敏反應(yīng)的記分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價;全身急性毒性試驗(yàn)據(jù)材料毒性分級評

4、價表進(jìn)行分析;亞急性毒性試驗(yàn)根據(jù)器官指數(shù)及統(tǒng)計學(xué)分析;肌肉植入試驗(yàn)按照組織學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。
　　(4)選擇30只健康雌雄各半的新西蘭大白兔，6月齡左右，體重2.8-3.5kg，并將隨機(jī)分為三組，每組10只，分別為空白對照組、自體骨植入組、材料植入組。在術(shù)后2周、4周、6周、8周、12周、16周分別處理實(shí)驗(yàn)動物，大體觀察及正位X線攝片觀察愈合情況，利用Lane-Sandhu X線評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記分及分析;對于材料植入組，在上述時間

5、點(diǎn)進(jìn)行組織切片，利用Lane-Sandhu組織學(xué)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記分及分析;環(huán)境掃描電鏡掃描骨-材料界面，結(jié)合能譜觀察多孔材料中骨組織生長情況及材料形貌變化;在術(shù)后4w、8w、12w和16w時進(jìn)行骨痂骨密度(BMD)定量分析，以檢測骨折愈合情況;在術(shù)后4w、8w、12w和16w時進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，以檢測骨折愈合后生物力學(xué)情況。所有測定的結(jié)果應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS13.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。
　　結(jié)果:
　　(1)成功制備出以PLLA

6、、n-HA和PES為原料的多孔復(fù)合材料，紅外光譜及核磁共振譜分析:材料純度結(jié)構(gòu)與理論相符;SEM下可見:孔徑大小在150μm-300μm之間，微孔之間互相聯(lián)通，微孔支架結(jié)構(gòu)良好。
　　(2)在PES含量恒定的情況下，調(diào)節(jié)PLLA/n-HA比值為100/10;100/20;100/30;100/40;100/50，將不同比例的多孔復(fù)合材料在PBS緩沖溶液中進(jìn)行降解，檢測降解液中失重率、吸水率、PH值，并結(jié)合降解過程中SEM成像情況，

7、得出在PES含量一定的情況下，多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料體外降解最合適質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為:PLLA/n-HA=100/40。
　　(3)成骨細(xì)胞在多孔PLLA/n-HA/PES復(fù)合材料的浸提液中生長良好，受試材料為1級反應(yīng)合格其無細(xì)胞毒性;MTT法測定和吖啶橙染色試驗(yàn)表明:受試材料具有低毒性，適合細(xì)胞生存增殖;堿性磷酸酶的變化，提示材料可誘導(dǎo)成骨;受試材料與成骨樣細(xì)胞共同培養(yǎng)，進(jìn)行SEM觀察可見:細(xì)胞在受試材料表面粘附、生長

8、;皮膚致敏試驗(yàn)
　　結(jié)果表明:多孔材料無皮膚致敏性;全身急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明:多孔材料不引起動物全身毒性反應(yīng)，符合生物材料制品要求;亞急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明:受試材料不引起動物主要器官壞死或發(fā)生異常變化;肌肉植入試驗(yàn)結(jié)果表明:受試材料不引起肌肉及組織壞死或變異。
　　(4)動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果:大體觀察:植入材料不引起組織潰爛，肌肉萎縮以及炎癥膿腫現(xiàn)象出現(xiàn)，傷口愈合良好。行X線攝片、組織學(xué)切片及掃描電鏡顯示:材料植入組中材料和骨組織結(jié)

9、合緊密，16周后，受試材料完全降解，取而代之的為骨組織;骨密度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行骨痂骨密度定量分析顯示:術(shù)后16w材料植入組和自體骨植入組兩組新生骨密度(BMD)整體比較不具有顯著性差異(p＞0.05);力學(xué)實(shí)驗(yàn)提示:術(shù)后16w材料植入組和自體骨植入組兩組整體抗壓能力整體沒有顯著性差異(p＞0.05)，這說明兩組之間骨形成能力沒有顯著性差異，多孔復(fù)合材料具有和自體骨相當(dāng)?shù)某晒悄芰Α?br>　　結(jié)論:
　　(1)制備了高孔隙率的多孔PLLA/