聚乳酸-β-磷酸三鈣系可降解骨修復(fù)材料的生物降解性能研究.pdf

1、創(chuàng)傷、感染、腫瘤、先天性疾病等常導(dǎo)致骨缺損，對(duì)此，可行的治療方法是對(duì)骨缺損進(jìn)行修復(fù)，以恢復(fù)其功能。在各種骨修復(fù)材料中，聚乳酸具有良好的骨修復(fù)功能，并已被美國FDA批準(zhǔn)廣泛使用在醫(yī)藥領(lǐng)域，但也存在強(qiáng)度低、降解產(chǎn)物呈酸性、易導(dǎo)致局部炎癥等缺點(diǎn)。β-TCP陶瓷具有良好的生物相容性，能與骨直接結(jié)合，是良好的骨修復(fù)材料，但是其力學(xué)強(qiáng)度低，脆性大，抗折及抗沖擊性能不能滿足高負(fù)荷人工骨要求。因此，將兩者復(fù)合制備可生物降解支架，復(fù)合生物活性因子構(gòu)建骨組

2、織工程修復(fù)材料，已越來越引起了廣泛重視。 作為骨組織工程支架，材料的生物降解性能是其在骨組織工程中應(yīng)用的關(guān)鍵因素。通過模擬體內(nèi)條件，研究材料結(jié)構(gòu)、物理機(jī)械性能和化學(xué)性質(zhì)在體外降解試驗(yàn)中的變化是生物降解材料體內(nèi)實(shí)驗(yàn)前必要的研究工作；修復(fù)材料在體內(nèi)的骨結(jié)合活性可以通過是否能在體外SBF中浸泡形成類骨磷灰石來評(píng)價(jià)。因此，我們采用在SBF中浸泡的體外模擬降解實(shí)驗(yàn)來考察了四種骨修復(fù)材料的生物降解性能，并通過生物降解性能的分析對(duì)比，篩選各種

3、材料適宜的臨床應(yīng)用領(lǐng)域。 本文運(yùn)用“溶液流延-膜材粉碎-熱壓成型-顆粒瀝濾”法制備了多孔PLLA材料。通過正交實(shí)驗(yàn)，確定制備的最佳工藝參數(shù)為：成型溫度170℃、成型壓力8MPa、保壓時(shí)間10min。力學(xué)測試結(jié)果表明：孔隙率為61％的PLLA多孔支架的抗壓強(qiáng)度為7.19MPa，抗彎強(qiáng)度為5.92MPa。掃描電鏡結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該支架具有良好的三維多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部存在明顯的大孔/微孔結(jié)構(gòu)，微孔表面凸凹不平，有利于提高材料中種植細(xì)胞的黏附、生

4、長及養(yǎng)分的輸送。體外降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該材料在浸泡初期降解較快；隨著降解時(shí)間的延長，材料強(qiáng)度逐漸下降，但降解九周后仍能保持一定的強(qiáng)度；材料的降解液呈弱酸性，不利于細(xì)胞、組織的生長及易引起無菌性炎癥反應(yīng)；降解過程中沒有觀察到羥基磷灰石的生成；并且PLLA本身呈疏水性，不利于細(xì)胞的黏附、生長，它不能成為理想的骨修復(fù)材料。采用“溶液澆鑄—膜粉碎—粒料預(yù)熱—高溫低壓成型”法制備的PLLA/β-TCP復(fù)合材料致密體，在降解過程中保持了較高的強(qiáng)度；降解

5、五周后材料表面有類骨羥基磷灰石(HCA)生成，說明了該材料具有良好的生物相容性。該材料可作為骨折內(nèi)固定材料使用。 采用“溶液澆鑄—熱壓成型—顆粒瀝濾”法制備的多孔PLLA/B-TCP復(fù)合材料，在降解過程中，由于B-TCP的加入，既中和了PLLA的降解酸性環(huán)境又起到了增強(qiáng)的作用；降解五周后材料表面、內(nèi)部均有HCA生成。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好，該材料可作為理想的骨組織工程支架材料使用。 而采用“混合溶劑溶解—冷凍收縮—自然成型—顆

6、粒瀝濾”法制備的多孔PLLA/β-TCP復(fù)合材料，雖然降解過程中強(qiáng)度下降較慢，但其初始分子量非常低，導(dǎo)致其強(qiáng)度亦非常低，要作為骨組織工程支架材料使用還需進(jìn)一步完善其制備工藝。 最后，通過體外降解實(shí)驗(yàn)，確定了不同制備方法的四種骨修復(fù)材料在臨床的應(yīng)用領(lǐng)域，并且證實(shí)了PLLA/β-TCP復(fù)合材料在降解過程中，由于β-TCP的溶解而使材料降解微環(huán)境能保持在中性條件，避免了PLLA降解微環(huán)境呈弱酸性而導(dǎo)致無菌炎癥以及對(duì)骨細(xì)胞生長、增殖抑制