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第一部分壳聚糖基温敏凝胶CS-GP,庆大霉素及纳米羟基磷灰石复合体对PMMA骨水泥的改性及性能研究[目的]:制备一种可注射多孔抗菌的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)基复合支架骨移植材料,并评价其聚合温度、工作时间、抗菌能力、机械特性、骨引导潜能,生物相容性等相关特性,为进一步临床应用提供理论依据。[材料和方法]:在传统聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥制备的基础上,以壳聚糖(Chitosan,CS)-甘油磷酸钠(Glycerophosphate,GP)合成的温敏凝胶作为成孔剂并模拟细胞外基质,并载入骨引导性纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,Nano-HA)及庆大霉素(gentamicin,GM),以模拟骨内的矿化组分和结构并有效地预防机体感染,制备不同组分的可注射多孔骨水泥复合物。使用热电偶、显微CT、扫描电镜、光电子能谱仪、抗菌实验、钙离子试剂盒、MTS材料试验系统、CCK8试剂盒等分别比较改良后的PMMA合成物与传统PMMA的最高聚合温度、工作时间、抗菌能力、机械特性、骨引导潜能,生物相容性等方面的特征。[结果]:CS-GP水凝胶能显著降低传统PMMA聚合时的产热,延长工作时间,并使致密PMMA形成相互联通的不规则孔隙结构从而使其机械特性与人松质骨更匹配。Nano-HA颗粒的载入不会影响多孔PMMA支架的机械性能和聚合温度,还能显著提高所形成复合材料的体外矿化能力。GM的载入显著地提高了复合材料的接触和缓释抗菌能力。[结论]:改良后的p-PMMA/CS-GP/Nano-HA/GM复合材料操作简单、有安全的聚合温度、适宜的机械特性、良好的矿化能力和显著的抗菌特性,其作为骨缺损修复材料具有良好的应用前景。第二部分壳聚糖基温敏凝胶CS-PVA,银离子及纳米羟基磷灰石复合体对PMMA骨水泥的改性及性能研究[目的]在前期实验基础上,制备另外一种可注射多孔抗菌的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)基复合支架骨移植材料以期克服抗生素的抗药问题,并评价其特性,为进一步临床应用提供理论依据。[材料和方法]在传统聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥制备的基础上,以另外一种壳聚糖温敏凝胶体系即壳聚糖(Chitosan,CS)-聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)凝胶作为成孔剂并模拟细胞外基质,并载入骨引导性纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,Nano-HA)以模拟骨内的矿化组分和结构,另外,加入银离子来克服抗生素的抗药性问题,以此有效地预防机体感染。使用热电偶、显微CT、扫描电镜、光电子能谱仪、抗菌实验、钙离子试剂盒、MTS材料试验系统等来评价复合材料的形貌及理化性能等。[结果]CS-PVA水凝胶的载入能显著降低传统PMMA聚合时的产热,延长工作时间,并使致密PMMA形成相互联通的不规则孔隙结构从而使其机械特性与人松质骨更匹配。Nano-HA颗粒的载入不会影响多孔PMMA支架的机械性能和聚合温度,但却能显著提高所形成复合材料的体外矿化能力。Ag离子的载入显著地提高了复合材料的接触和缓释抗菌能力。[结论]改良后的可注射多孔抗菌的p-PMMA/CS-PVA/Nano-HA/Ag复合材料操作简单、有安全的聚合温度、适宜的机械特性、良好的矿化能力和显著的抗菌特性,其作为骨缺损修复材料具有良好的应用前景。第三部分季铵化壳聚糖基温敏凝胶HTCC-GP及纳米羟基磷灰石复合体对PMMA骨水泥的改性及性能研究[目的]为克服前期实验设计复杂问题和抗菌材料的潜在弊端,设计并制备另外一种多功能聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)基复合支架骨移植材料,并评价其特性,为进一步临床应用提供理论依据。[材料和方法]基于前期的实验基础,以传统聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥作为支架,制备具有抗菌性的壳聚糖季铵盐(quaternized chitosan,HTCC),并以HTCC-甘油磷酸钠(Glycerophosphate,GP)合成的温敏凝胶作为成孔剂,抗菌剂并模拟细胞外基质,另外载入骨引导性纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,Nano-HA)以模拟骨内的无机物,制备不同组分的可注射多孔骨水泥复合物。使用热电偶、显微CT、扫描电镜、抗菌实验、钙离子试剂盒、MTS材料试验系统等分别比较改良后的PMMA合成物与传统PMMA的最高聚合温度、工作时间、抗菌能力、机械特性、骨引导潜能等方面的特征。[结果]HTCC-GP水凝胶的载入能显著降低传统PMMA聚合时的产热,延长工作时间,并使致密PMMA形成相互联通的不规则孔隙结构从而使其机械特性与人松质骨更匹配。此外,还能显著提高复合材料的接触和缓释抗菌能力。Nano-HA颗粒的载入不会影响多孔PMMA支架的机械性能和聚合温度,还能显著提高所形成复合材料的体外矿化能力。[结论]相比前期的实验,改良后的PMMA复合材料不仅操作更为简单,避免了抗菌材料的潜在弊端,更有安全的聚合温度、适宜的机械特性、良好的矿化能力和显著的抗菌特性,其作为骨缺损修复材料具有良好的应用前景。