殼聚糖仿生復(fù)合材料的制備及其初步生物學評價.pdf

1、骨缺損使骨折難以愈合并形成骨不連，是臨床骨科和整形外科所面臨的難題之一。常用的自體與異體骨移植方法均存在一系列并發(fā)癥，采用人工生物材料治療骨缺損是主要的發(fā)展方向。天然高分子材料殼聚糖具有安全無毒、無免疫原性，生物相容性和降解性良好的特點，因而受到了前所未有的重視和廣泛探索。但由于殼聚糖分子間具有強烈的氫鍵作用，熔融溫度在分解溫度之上，不溶于水和一般溶劑，難以加工成既具有較高強度又有良好生物相容性的材料，嚴重限制了其在骨折和骨缺損治療中的

2、應(yīng)用。為此，本研究采用原位沉析法分別制備殼聚糖/碳酸鈣三維復(fù)合材料和殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料，并對其細胞相容性和對家兔橈骨骨缺損的修復(fù)能力進行評價，為殼聚糖復(fù)合材料的改性和臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。 方法： 以殼聚糖凝膠膜為模板，將含有Ca2+的殼聚糖溶液與含有CO32-的堿溶液用離子可滲透膜隔離，根據(jù)膜滲透原理，使膜內(nèi)殼聚糖與堿液原位沉析，生成碳酸鈣，制備碳酸鈣/殼聚糖三維復(fù)合材料。采用交替原位沉積法在殼聚糖基質(zhì)膜表面組

3、裝羥基磷灰石涂層制備殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料。分別采用電子顯微鏡、X射線分析儀等對兩種材料的理化性質(zhì)進行測定。在此基礎(chǔ)上，采用MTT比色法和瓊脂覆蓋法觀察材料對體外培養(yǎng)小鼠成纖維細胞(3T3)的相容性；采用家兔橈骨去骨膜骨缺損模型評價兩種殼聚糖材料植入對骨的修復(fù)能力。 結(jié)果： 1.殼聚糖/碳酸鈣復(fù)合材料中生成的碳酸鈣以方解石型晶體存在，顆粒尺寸約為5～10μm，并且呈有序分布，它們以棒材的縱軸為中心，圍繞中心呈環(huán)狀分布

4、。不同碳酸鈣含量的復(fù)合棒材彎曲強度隨碳酸鈣含量的增大先上升后下降，在碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)為10％時，彎曲強度達到最大值(約為113:MPa)，彎曲模量為2.6GPa。 2.殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料中羥基磷灰石涂層和上層顆粒均為多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔徑在2μm左右。羥基磷灰石含量隨著沉積循環(huán)數(shù)增加而增加，到4個循環(huán)后沉積量達到飽和，最高含量為8.8％，形貌由開始的均一顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)則的平板狀。兩種復(fù)合材料浸出液(10％-100％)對體外

5、培養(yǎng)的3T3細胞的生長增殖無明顯影響，無細胞溶解現(xiàn)象。 3.術(shù)后4周植入塊顏色變紅，周圍有較多量的新生骨膜樣組織包裹。骨痂進一步增多，向植入塊內(nèi)移行；術(shù)后8周，植入塊周圍有明顯骨生成，將材料分隔包圍，新骨中央?yún)^(qū)可見材料呈蜂窩狀殘留。術(shù)后12周缺損區(qū)大部分編織骨被成熟的板層骨組織替代，并形成髓腔。 結(jié)論： 1、通過原位沉析法成功制備殼聚糖/碳酸鈣復(fù)合材料，通過生物礦化交替沉積法，能夠在殼聚糖基質(zhì)膜上構(gòu)建羥基磷灰石涂