孔隙結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的磷灰石多孔支架的研究.pdf

1、由創(chuàng)傷或疾病所引起的超過臨界尺寸的骨缺損完全依靠自身的修復(fù)是非常困難的，需要在骨缺損的部位植入一個(gè)連接材料以加快修復(fù)。目前常用的大段骨缺損修復(fù)手段主要有：自體移植、異體移植和人工合成材料以及骨組織工程支架。但自體移植材料的來(lái)源有限，在取材部位也造成了骨缺損，而且患者要承受二次手術(shù)的痛苦；異體移植往往伴隨著嚴(yán)重的感染和炎癥反應(yīng)。因而，組織工程骨的發(fā)展也就成為了必然。骨組織工程中多孔支架的作用是為新骨形成提供一個(gè)基質(zhì)，應(yīng)滿足以下幾個(gè)基本的要

2、求：較高的孔隙率，合適的孔隙大小，三維貫通的孔隙結(jié)構(gòu)，有利于細(xì)胞粘附生長(zhǎng)的表面特性、一定的力學(xué)性能以維持支架的預(yù)制形態(tài)，無(wú)細(xì)胞毒性等。多孔支架大孔的作用主要是為營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)、氣體擴(kuò)散及代謝廢物排出提供通道。為了在體外構(gòu)建組織工程骨，需要將細(xì)胞接種到合適的三維多孔支架上，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的體外擴(kuò)增，這就需要種子細(xì)胞的體外三維培養(yǎng)。作為細(xì)胞體外三維培養(yǎng)的第一步，將種子細(xì)胞均勻的接種到支架內(nèi)部可以有效地促進(jìn)骨重建的發(fā)生。在構(gòu)建骨組織工程支架的材料中，羥基

3、磷灰石的組成和結(jié)構(gòu)都與自然骨極為相似，并具有很好的骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性，因而被認(rèn)為是構(gòu)建骨組織工程支架的理想材料。
　　 實(shí)驗(yàn)中以羥基磷灰石為原料，用溶膠-凝膠法制備了HA球狀顆粒，將其堆積到多孔管中后組成HA顆粒堆積支架，并對(duì)支架的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；設(shè)計(jì)了三種不同的成骨細(xì)胞接種方法：直接法、混合法和轉(zhuǎn)移法，考察了接種方法不同對(duì)成骨細(xì)胞生物學(xué)特性的影響。用相同的HA漿料添加石蠟球作為造孔劑后制備了顆粒造孔支架，并通過對(duì)石蠟球用二

4、甲苯進(jìn)行處理以改善多孔支架的孔隙貫通性，考察了孔隙貫通性對(duì)成骨細(xì)胞生物學(xué)特性的影響。對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的這兩種HA多孔支架進(jìn)行體內(nèi)和體外生物學(xué)評(píng)價(jià)，以考察支架大孔形狀對(duì)成骨細(xì)胞生物學(xué)性能的影響和對(duì)體內(nèi)異位成骨的影響。本實(shí)驗(yàn)獲得的主要結(jié)論如下：
　　 1.HA顆粒堆積多孔支架的大孔孔隙完全貫通，并且孔徑大小可通過HA顆粒的大小控制，顆粒表面和內(nèi)部均勻分布著大量微孔；HA顆粒堆積支架具有良好的生物相容性；三種細(xì)胞接種方法中，混合法和轉(zhuǎn)移

5、法接種可以使細(xì)胞在顆粒堆積支架內(nèi)部均勻分散，而且轉(zhuǎn)移法可以將更多的細(xì)胞接種到顆粒表面，具有更高的接種效率；不同的細(xì)胞接種方法對(duì)成骨細(xì)胞的增殖和分化沒有明顯影響。
　　 2.通過二甲苯處理用作造孔劑的石蠟球可明顯改善支架孔隙的貫通性，并同時(shí)提高支架的孔隙率，而支架的抗壓強(qiáng)度有所降低；多孔支架的收縮率取決于所配制的HA漿料，與孔隙率無(wú)關(guān)；支架表面均勻分布著微米和亞微米級(jí)的微孔和粗糙結(jié)構(gòu)；HA多孔支架具有良好的細(xì)胞相容性，并且成骨細(xì)胞