由创伤、感染、肿瘤及其他原因造成的骨缺损在骨科领域十分常见,迄今为止,临床上对大范围骨缺损的治疗仍十分棘手。常用的治疗方法是自体或异体骨移植术,但两种骨移植术各有其局限性。因此,应当考虑采用具有良好生物相容性、安全性和骨传导性的人工骨替代材料。最近的研究表明硅酸钙是一种潜在的、具有广阔应用前景的生物活性材料。然而,关于α-CS和β-CS两种生物陶瓷的体外、体内降解性研究还鲜有报道,尤其是这两种材料的降解性对比研究还未见报道。因此,对比研究α-CS和β-CS的体外、体内降解性能具有重要意义。本实验的主要目的是研究硅酸钙生物陶瓷的体外、体内降解特性,评价其作为人工骨材料的降解性能。1.多孔硅酸钙生物陶瓷降解性能的体外研究目的:评价α-硅酸钙和β-硅酸钙陶瓷的体外降解性能,并与β-磷酸三钙陶瓷作比较。方法:多孔生物陶瓷由添加造孔剂和高温烧结工艺制备得到。按照GB/T16886.14提供的方法,配制Tris-HCl缓冲溶液。分别将多孔α-CS,β-CS和β-TCP陶瓷浸泡于Tris-HCl缓冲溶液中,置于37℃的摇床中浸泡1、3和7天,每隔24h更换一次缓冲溶液,每个时间点每种材料采集6个标本。浸泡一定时间后取出样品,依次用去离子水和丙酮淋洗、烘干、称重,计算材料重量减轻量占初始重量的百分比,以此来表示材料的降解率。结果:体外降解实验结果显示,三种材料的降解率β-CS>α-CS>β-TCP。统计学分析表明,β-CS和α-CS两种材料间无显著差异(p>0.05),各时间点两种材料均与β-TCP有显著差异(p<0.05)。β-CS,α-CS和β-TCP三种材料在7天时,材料的降解量分别达到初始重量的14.76%, 14.55%和2.29%。结论:体外降解性实验表明β-CS和α-CS的降解性明显高于β-TCP生物陶瓷。2.多孔硅酸钙生物陶瓷降解性能的动物体内植入研究目的:研究α-硅酸钙和β-硅酸钙陶瓷在活体动物松质骨环境中的降解性能,并与β-磷酸三钙陶瓷作比较,对比研究α-CS和β-TCP两种材料的成骨性能。方法:实验采用32只3月龄雄性新西兰白兔,随机数字表法分组,在股骨髁处制备大小Φ5㎜×6㎜的圆柱状骨缺损,植入材料,于术后1、4、8和12周处死动物,完整取下整个股骨,放入10%的中性福尔马林缓冲液中(pH=7.1)固定两周,硬组织包埋,切片,Van-Gieson(V-G)染色(苦味酸-品红染色)后进行组织学观察并计算残余材料的面积百分比,分析材料在活体动物松质骨环境中的降解性能。结果:随时间延长,三种材料都表现出降解。β-CS组、α-CS组和β-TCP组,12周时残余材料面积百分比分别是50.87%, 51.12%和53.33%,说明三种材料的降解量β-CS>α-CS>β-TCP,但统计学分析显示α-CS,β-CS和β-TCP三种材料间无统计学差异(p>0.05)。4、8、12周时α-CS的成骨量均高于β-TCP。结论:观察至12周时α-CS,β-CS和β-TCP三种材料的体内植入实验降解性能无显著差别,α-CS的成骨性优于β-TCP。以上研究结果表明,虽然本研究仅在α-CS,β-CS与β-TCP的体外降解实验发现有统计学差异,而体内实验组织学观察并没有发现显著差别,但是组织学定性观察显示β-CS和α-CS的降解要高于β-TCP。整个研究结果显示β-CS和α-CS多孔生物活性陶瓷的降解性高于β-TCP多孔生物陶瓷。β-CS和α-CS多孔生物陶瓷均有望作为硬组织修复和骨组织工程支架材料使用。