大節(jié)段羥基磷灰石陶瓷顆粒堆積多孔支架體內(nèi)異位成骨實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由感染、先天性疾病以及腫瘤、外傷等多種情況導(dǎo)致的骨缺損尤其是大面積骨缺損一直是臨床骨科常見(jiàn)疾病，大部分因不能自愈而需進(jìn)行骨移植。自體骨移植在臨床上雖已長(zhǎng)期應(yīng)用，但因存在來(lái)源有限、患者痛苦大、并發(fā)癥多等諸多不足，從而促進(jìn)了以骨修復(fù)、替代為主的骨組織工程的發(fā)展。
　　 在骨組織工程研究重點(diǎn)的種子細(xì)胞、支架材料、生物活性因子“三要素”中，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍是支架材料，但以往報(bào)道的支架材料大都較小，難以滿足臨床大塊骨組織缺損修復(fù)需要；在支架植

2、入中，骨缺損部位的原位植入無(wú)法排除自體細(xì)胞的成骨影響，其誘導(dǎo)成骨活性難以確認(rèn)，從而產(chǎn)生了將材料植入動(dòng)物皮下、肌肉等非骨缺損部位的異位植入，研究證實(shí)骨組織工程材料能在包括肌肉、皮下等異位組織內(nèi)成骨，但將生物材料植入體腔內(nèi)壁層腹膜、腹腔大網(wǎng)膜等延展性更好、臨床適用性更強(qiáng)的異位植入實(shí)驗(yàn)的報(bào)道極少；同時(shí)，支架材料的體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)作為其生物學(xué)評(píng)價(jià)方法是不可替代的，通過(guò)CT、血管造影數(shù)字減影(DSA)等影像學(xué)檢查并結(jié)合組織學(xué)方法，觀察材料植入后的形變

3、、鈣鹽沉著及血管化情況，對(duì)支架材料進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)，可為骨組織工程臨床應(yīng)用提供一種植入支架材料在動(dòng)物活體內(nèi)的分析、評(píng)價(jià)方法，然而，這方面的相關(guān)研究報(bào)告較少。為滿足這些實(shí)際需求，本論文進(jìn)行了一些探索。
　　 本文首先針對(duì)臨床對(duì)大節(jié)段骨組織工程用支架材料的實(shí)際需要，制備粒徑可控的羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)球粒和大節(jié)段中空網(wǎng)狀HA管，將聚乳酸(PLA)與HA管復(fù)合，從而制得內(nèi)部堆積HA球粒的大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支

4、架。為考察該材料生物學(xué)性能，以犬作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，將該支架植入犬腹腔大網(wǎng)膜、壁層腹膜、肌肉和股骨旁4個(gè)非骨部位，通過(guò)CT、DSA等影像學(xué)方法和組織學(xué)檢查，觀察不同部位組別材料的形變、鈣鹽沉著、血管化及成骨情況，獲得了較滿意的結(jié)果。本文為該類大節(jié)段支架材料體內(nèi)成骨的生物學(xué)評(píng)價(jià)、異位成骨目標(biāo)部位的選擇及后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)。
　　 通過(guò)本文研究，得出以下主要結(jié)果和結(jié)論：
　　 1、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架的制備
　　 通

5、過(guò)溶膠/凝膠法和乳化成球技術(shù)制備直徑0.4-0.5mm、大小均勻的HA球粒，采用復(fù)制多孔海綿聚氨脂(PU)制備直徑1.5 cm、長(zhǎng)4-4.5 cm、壁厚0.3 cm中空網(wǎng)狀HA管，經(jīng)涂覆法將聚乳酸(PLA)與HA管復(fù)合，從而制得內(nèi)部堆積HA球粒，孔徑、孔隙率可控的大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架，力學(xué)測(cè)試顯示其具有一定的力學(xué)強(qiáng)度。
　　 2、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架異位植入動(dòng)物模型的建立
　　 用犬作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將大節(jié)段

6、HA顆粒堆積多孔支架植入犬體內(nèi)4個(gè)非骨部位，包括肌肉、股骨旁，以及延展性更好的犬腹腔大網(wǎng)膜、壁層腹膜，探索出該大節(jié)段支架異位植入的手術(shù)方式和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒎椒ā?br>　　 3、大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架異位植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的活體影像學(xué)評(píng)價(jià)
　　 通過(guò)CT、DSA等影像學(xué)方法檢查實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不同部位組別材料的形變、鈣鹽沉著及血管化情況，探討臨床影像學(xué)方法對(duì)支架材料在動(dòng)物活體內(nèi)的分析、評(píng)價(jià)的方法和可行性。植入6個(gè)月后，CT結(jié)果顯示：

7、在壁層腹膜、肌肉和股骨旁的支架材料CT值增高，提示有鈣鹽沉著；DSA結(jié)果顯示：肌肉組的支架材料內(nèi)能見(jiàn)血管影，提示肌肉組的支架材料血管化程度較高。說(shuō)明現(xiàn)有臨床一般影像技術(shù)可作為動(dòng)物活體內(nèi)支架材料的影像學(xué)評(píng)價(jià)的檢測(cè)方法。
　　 4、異位植入大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架的組織形態(tài)學(xué)觀察
　　 在支架植入6個(gè)月后取材，通過(guò)脫鈣組織切片和硬組織切片觀察，結(jié)果顯示該支架在無(wú)人工添加生長(zhǎng)因子、藥物的前提下，合理的孔隙率使其在動(dòng)物體內(nèi)具有

8、異位成骨能力；其中，壁層腹膜、股骨旁骨膜和肌肉支架內(nèi)毛細(xì)血管、骨樣組織生長(zhǎng)豐富，腹腔大網(wǎng)膜組的新生血管和新生骨明顯少于其他三組，前三組中新生血管與新生骨之間呈正相關(guān)，提示血管化是組織工程骨植入后促進(jìn)新骨生長(zhǎng)的重要影響因素；同時(shí)，結(jié)果還顯示壁層腹膜、肌肉均可作為大節(jié)段HA顆粒堆積多孔支架材料體內(nèi)骨組織工程的備選目標(biāo)部位，但因壁層腹膜與肌肉一樣在機(jī)體內(nèi)分布量更大、延展性更強(qiáng)，且壁層腹膜包裹中材料受壓程度小、應(yīng)力變形少，壁層腹膜更適合作為該材