一種新型頜骨骨支架材料的制備及其生物力學(xué)性質(zhì)與骨修復(fù)關(guān)系研究.pdf

1、頜骨缺損可導(dǎo)致口頜系統(tǒng)功能的喪失，給人們的生活及工作帶來巨大影響，通過植入骨支架材料以實(shí)現(xiàn)骨缺損的修復(fù)是其有效的治療途徑。近年來，隨著外傷、腫瘤等疾病的增多，加之老齡化社會(huì)的臨近，頜骨缺損在人群中的發(fā)病率呈現(xiàn)出逐步上升的態(tài)勢(shì)，骨支架材料的需求量也隨之增大。目前在中國頜骨支架材料市場(chǎng)上占有絕對(duì)統(tǒng)治地位的是粉末型進(jìn)口材料，該材料價(jià)格昂貴，不能用于較大創(chuàng)面的骨缺損修復(fù)（8mm以上），且因未進(jìn)行表面修飾而缺少成骨促進(jìn)作用。因此，開發(fā)具有自主知識(shí)

2、產(chǎn)權(quán)和成骨促進(jìn)作用，且能用于較大創(chuàng)面骨缺損修復(fù)的新型骨支架材料已成為迫在眉睫的重要需求。已有骨支架材料生物力學(xué)研究顯示，良好的骨支架材料生物力學(xué)性質(zhì)與內(nèi)部微結(jié)構(gòu)對(duì)骨缺損的修復(fù)具有積極影響，如可促進(jìn)新生骨、新生血管生成以及促進(jìn)成骨因子表達(dá)等。但是，由于骨缺損修復(fù)過程的復(fù)雜性，以往研究未能充分指出理想骨支架材料所需的微結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)特征，相關(guān)研究仍處在基于試錯(cuò)法的摸索過程中。另一方面，骨支架材料的感染是一個(gè)重要的科學(xué)問題，但相關(guān)研究非常薄弱

3、，亟待加強(qiáng)。因此，本研究選用了煅燒天然成年牛松質(zhì)骨（下簡稱：成年牛骨）與煅燒胎牛松質(zhì)骨（下簡稱：胎牛骨）作為研究對(duì)象，依次進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)及分析：
　　1、利用磷酸二氫銨煅燒法對(duì)天然牛松質(zhì)骨的煅燒工藝進(jìn)行了創(chuàng)新改良，并評(píng)價(jià)了其生物相容性；對(duì)胎牛骨進(jìn)行了鋅及殼聚糖復(fù)合表面修飾，并系統(tǒng)評(píng)價(jià)了其生物安全性及成骨能力；
　　2、利用實(shí)驗(yàn)結(jié)合三維有限元建模分析的方法，檢測(cè)了兩種煅燒骨支架材料孔隙微觀結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)；系統(tǒng)性地利用體

4、外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，從細(xì)胞、分子及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)角度、全面對(duì)比了二者在骨缺損修復(fù)早期、中期及后期的效果，分析了二者的生物力學(xué)特性與頜骨骨缺損修復(fù)的關(guān)系；
　　3、利用高通量基因測(cè)序的方法檢測(cè)對(duì)比了口腔微生物在兩種材料上的初期定植群落結(jié)構(gòu)，分析了孔徑大小及孔隙率對(duì)初期定植在骨支架材料上的微生物群落結(jié)構(gòu)的影響；
　　經(jīng)綜合分析后，得到的主要?jiǎng)?chuàng)新性結(jié)論及相關(guān)意義如下：
　　1、提出了利用磷酸二氫銨法煅燒天然牛骨的制備方法，該方法可制備出

5、純度較高的β-磷酸三鈣骨支架材料；設(shè)計(jì)并制備了一種“天然胎牛骨+磷酸二氫銨（煅燒）+鋅+殼聚糖”的新型骨支架材料，其生物相容性好，成骨能力強(qiáng)，有望能在臨床中普及使用的新型骨支架材料；
　　2、揭示出通過煅燒天然牛松質(zhì)骨所得到的骨支架材料具備以下兩個(gè)生物力學(xué)特點(diǎn)：(1)、孔徑大小服從正態(tài)分布；(2)、通過模擬支架結(jié)構(gòu)在人體中受載情形，發(fā)現(xiàn)平均應(yīng)力在結(jié)構(gòu)內(nèi)部隨機(jī)分布、應(yīng)力集中區(qū)位于骨小梁及骨板連接處；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了煅燒天然牛松質(zhì)骨骨支架

6、材料的降解過程與特點(diǎn)可能與人體松質(zhì)骨的應(yīng)力性退化吸收過程及特點(diǎn)相似。以上特點(diǎn)或可為人工合成新型骨支架材料提供指導(dǎo)及參考。
　　3、提出骨支架材料的孔徑大小及孔隙率對(duì)口腔微生物在其上的初期定植群落結(jié)構(gòu)有明顯影響；較大孔徑可能有利于兼性厭氧菌的初期定植，而較小孔徑可能與厭氧菌屬的初期定植有關(guān)；多孔性塊狀骨支架材料可能比粉劑型骨支架材料更易受到感染。以上特點(diǎn)可為進(jìn)一步研究骨支架材料的感染提供實(shí)驗(yàn)支持，并為在臨床中使用抗生素治療或預(yù)防骨支