聚乳酸-納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器的實驗研究.pdf

1、第一部分聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器的制備及其生物力學(xué)測試 目的：制備出聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器，并對其進(jìn)行生物力學(xué)性能的測試。 方法：采用熱致相分離法制備出不同納米羥基磷灰石質(zhì)量百分比(0、5％、10％、15％，20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％)的聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料，通過電鏡掃描進(jìn)行表征，測量可吸收材料的壓縮強度、抗彎強度、彎曲模量，通過比較得出聚乳酸與納米羥

2、基磷灰石的最佳質(zhì)量配比，并由此制備出聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器。以6具青年男性新鮮腰椎(L1～L5)尸體標(biāo)本進(jìn)行試驗，分為三組：正常組、自體髂骨組、聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器組即材料組，分別進(jìn)行脊柱三維運動測試、最大拔出力實驗、壓縮毀損實驗。 結(jié)果：當(dāng)納米羥基磷灰石的質(zhì)量比20％時，其力學(xué)性能達(dá)到峰值，通過電鏡掃描，所制備聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料微觀結(jié)構(gòu)為納米級，具有良好的孔隙率，因此，以聚乳酸與

3、納米羥基磷灰石質(zhì)量比為80:20的配比，制備出聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器。在前屈、左右旋轉(zhuǎn)、左右側(cè)彎的加載中，材料組中L3/4節(jié)段之間運動范圍，均較髂骨組減少；在前屈、左右側(cè)彎加載中，材料組均較正常組減少；在最大拔出力測試中，材料組的最大拔出阻力較大；在壓縮毀損實驗中，材料組對椎體有很好的保護(hù)作用，而且它承載能力明顯好于自體髂骨組。 結(jié)論：所制備聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器，其微觀結(jié)構(gòu)為納米級，與天然纖維支

4、架相似，預(yù)計具有良好的生物相容性，力學(xué)性能較好，植入椎間后，具有較好穩(wěn)定性和抗壓性能，為臨床應(yīng)用提供了力學(xué)基礎(chǔ)。 第二部分聚乳酸/納米羥基磷灰石/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合椎間融合器的動物實驗研究 目的：檢測聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料的細(xì)胞相容性，制備聚乳酸/納米羥基磷灰石/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合椎間融合器，觀察其椎間融合效果以及材料的可吸收性。 方法：采集山羊骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，將上一步所制備聚乳酸/納

5、米羥基磷灰石可吸收材料與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞混合培養(yǎng)，采用MTT法檢測干細(xì)胞在可吸收材料孔隙中黏附和增殖情況，并進(jìn)行電鏡掃描。將聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞混合培養(yǎng)制備出聚乳酸/納米羥基磷灰石/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合椎間融合器，將其與聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器以及自體髂骨植入同一山羊椎體間，術(shù)后分期收集標(biāo)本，進(jìn)行CT掃描，生物力學(xué)測試、大體觀察、光鏡觀察和電鏡掃描。 結(jié)果：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與聚乳

6、酸/納米羥基磷灰石可吸收材料混合培養(yǎng)6小時后，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在聚乳酸/納米羥基磷灰石復(fù)合支架材料上的黏附率為72.1％。材料組細(xì)胞增殖情況明顯高于對照組，電鏡掃描也顯示干細(xì)胞在可吸收材料支架中具有較好的黏附和增殖情況，通過椎間融合器植入山羊體內(nèi)術(shù)后融合效果的觀察，術(shù)后短期內(nèi)，自體髂骨具有較好的融合效果，隨著時間延長，可吸收材料均能達(dá)到與自體髂骨相同的融合效果，而且，聚乳酸/納米羥基磷灰石/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合椎間融合器能較快的達(dá)到良好

7、的椎間融合。 結(jié)論：本研究制備出的聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融器具有良好的生物相容性，并且通過進(jìn)一步復(fù)合，制備出具有生物活性的可吸收椎間融合器，證明能夠滿足椎間骨組織替代的要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。 第三部分聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收椎間融合器的生物安全性研究 目的：觀察聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料的生物安全性。 方法：將聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料浸提液對SD大鼠進(jìn)行腹腔內(nèi)注射，觀察大鼠

8、的急性毒性反應(yīng)；在SD大鼠脊柱兩側(cè)種植聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料和單純聚乳酸試樣，于術(shù)后15、30、60、90天取材，觀察試樣周圍組織的炎癥反應(yīng)和纖維囊壁情況以及心、肝、腎等臟器情況。 結(jié)果：所有實驗動物在觀察期間無一例死亡，各動物活動、進(jìn)食、生長情況良好，未出現(xiàn)腹瀉，震顫，呼吸困難，運動機能減退等情況；術(shù)后15天，聚乳酸/納米羥基磷灰石可吸收材料組和聚乳酸組周圍均可見中性粒細(xì)胞，炎癥反應(yīng)II級，囊壁反應(yīng)均IV級。術(shù)后30