WO-1生物衍生骨緩釋材料的研究.pdf

1、目的構建WO-1生物衍生骨支架材料，并研究其理化性能、緩釋特性和細胞相容性，觀察其在體外和體內對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌以及綠膿桿菌的抑菌能力，以及其在體內修復兔橈骨缺損的效果。方法以新鮮捐獻骨(人)、Ⅰ型膠原和WO-1等，經(jīng)過一系列物理和化學方法構建出單純生物衍生骨支架材料、膠原生物衍生骨支架材料和WO-1生物衍生骨支架材料，組間對照。①三種生物衍生骨支架材料的理化性質：大體觀察不同材料的顏色、大小和空間結構，初步了解經(jīng)過不同程序處理

2、后材料的變化；掃描電鏡觀察三種材料空間結構的細微變化，并測定材料的孔徑和孔隙率；X線衍射分析三種材料的化學成分；力學測試檢測不同材料的力學性質。②三種生物衍生骨支架材料的細胞相容性：實驗分為A、B、C組。A組：單純生物衍生骨支架材料與成骨細胞聯(lián)合培養(yǎng)；B組：膠原生物衍生骨支架材料與成骨細胞聯(lián)合培養(yǎng)；C組：WO-1生物衍生骨支架材料與成骨細胞聯(lián)合培養(yǎng)。以1×107個/ml密度的兔成骨細胞懸液分別復合三組材料，培養(yǎng)1、3、5和7天。用倒置相

3、差顯微鏡和掃描電鏡觀察細胞的粘附與生長，檢測細胞活力和堿性磷酸酶活性，流式細胞儀分析細胞周期變化，MTT法檢測細胞粘附率。③wO-1生物衍生骨支架材料的緩釋特性：同位素3H-四環(huán)素被一定濃度WO-1溶液稀釋，膠原衍生骨支架材料與WO-1復合，構建WO-1生物衍生骨支架材料，伽瑪計數(shù)器檢測同位素3H-四環(huán)素在1、2、3、4、5、6、7、8天的釋放率。④WO-1生物衍生骨支架材料的抗感染特性：WO-1生物衍生骨支架材料為實驗組，膠原生物衍生

4、骨支架材料和單純生物衍生骨支架材料為對照組。各組材料分別與金黃色葡萄球菌、大腸桿菌以及綠膿桿菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，反復轉培，觀察三種材料的抑菌效果。⑤三種生物衍生骨支架材料以及復合成骨細胞后修復兔橈骨缺損的效果：應用新西蘭白兔96只，制備雙側15mm長橈骨臨界節(jié)段性骨缺損模型。實驗根據(jù)植入生物衍生骨支架材料不同分為A、B、C、D組。A組：植入單純生物衍生骨支架材料；B組：植入膠原生物衍生骨支架材料；C組：植入WO-1生物衍生骨支架材料；D組

5、：植入成骨細胞與WO-1生物衍生骨支架材料聯(lián)合培養(yǎng)7天的復合材料。術后6周、12周處死動物，取材，行X線檢查、組織學檢查和免疫組織化學檢查，并檢測修復區(qū)鈣和磷的含量，并測定尺橈骨的力學強度。另選用新西蘭白兔24只，植入WO-1生物衍生骨支架材料，術后1、2、3、4、5、7、9、12天取兔耳靜脈血，檢測血中的WO-1濃度，并于9、16、23、30天分別處死兩只動物，取植入物周圍的肌肉和骨骼標本約500-700克，處死前取耳血，檢測標本中的

6、WO-1的含量。結果①三種生物衍生骨支架材料的理化性質：單純生物衍生骨支架材料呈白色，膠原生物衍生骨支架材料呈白色，WO-1生物衍生骨支架材料呈淡黃色；三種材料大小無明顯改變，具有天然骨的結構；單純生物衍生骨材料的微孔表面光滑，膠原生物衍生骨材料和WO-1生物衍生骨材料的微孔表面粗糙，并可見網(wǎng)狀物；掃描電鏡檢測到三種材料的孔徑和孔隙率無顯著性差異(P＞0.05)；X衍射圖譜均為曲線型羥基磷灰石[HA,Ca10(OH)2(PO4)6]，含

7、量無明顯差異(P＞0.05)；材料的力學性能無顯著性差異(P＞0.05)。②三種生物衍生骨支架材料的細胞相容性：成骨細胞與三種材料均粘附良好，并可在材料孔隙內生長、分化和增殖。細胞在三種材料的粘附率依次為：單純生物衍生骨材料＜膠原生物衍生骨材料＜WO-1生物衍生骨材料(P＜0.05)；粘附于材料的成骨細胞堿性磷酸酶活性依次為：單純生物衍生骨支架材料＜膠原生物衍生骨支架材料＜WO-1生物衍生骨支架材料(P＜0.05)；流式細胞儀檢測各組細

8、胞周期未見明顯變化，未見異倍體細胞。③wO-1生物衍生骨支架材料的緩釋特性：同位素檢測結果顯示3H-四環(huán)素在第1天呈爆發(fā)式釋放，第2天以后呈恒定量持續(xù)釋放。④WO-1生物衍生骨支架材料的抗感染特性：在體外6周時，金黃色葡萄球菌的抑菌圈2.4cm，4周時，大腸桿菌的抑菌圈2.0cm，因此，WO-1生物衍生骨材料對這兩種細菌有持續(xù)穩(wěn)定的抑菌能力；對綠膿桿菌的作用時間較短，12天抑菌圈不明顯；其在體內植入一定時間后，在體外對相應細菌仍然有較強

9、的抑菌能力。⑤三種生物衍生骨支架材料以及復合成骨細胞后修復兔橈骨缺損的效果：術后6、12周，各組實驗動物骨缺損區(qū)均有新骨形成，成骨量隨時間推移而增加。放射學和組織學檢查，以及鈣磷含量和力學強度測定，各組成骨能力的大小為A＜B＜C＜D組(P＜0.05)。在未復合成骨細胞的情況下，C組成骨能力最強，與成骨細胞復合培養(yǎng)后，D組成骨量明顯增強。結論WO-1生物衍生骨支架材料具有良好的理化性能、細胞相容性、以及良好的緩釋特性和抗菌能力，具有明確的