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慢性骨髓炎作为骨科临床工作中一个难题曾在一段时间内困扰着临床医生,该病不仅发生于骨、骨髓、周围软组织甚至通过潜在间隙进入较远部位身体,于死骨形成后进入慢性期,常见骨破坏与骨坏死。另有不少骨髓炎病例在局部好转之后几年甚至几十年后,再次出现感染症状。因此要求针对该病的载有抗菌剂的缓释修复系统,能杀灭残留病原微生物还能修复骨缺损消灭死腔,目前抗菌骨移植替代物主要分无机抗菌骨修复材料与有机抗菌骨修复材料两个大类。前者以载抗生素的羟基磷灰石、磷酸三钙等的研究较为广泛,该类材料具有良好的生物相容性、不会带给患者二次手术伤害等优点。载抗生素骨水泥,化学名为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)为代表的有机抗菌骨修复材料,主要特点为有一定成型能力和机械强度。但前者缺乏生物活性,在体内不能降解;后者虽有较强的生物降解能力,于体内降解后,产物以H2O及CO2的形式排出,无毒性,但缺乏诱导生成能力,还存在一定的材料降解速率与新骨生成速率不匹配的问题。正因为如此,越来越多的研究关注于材料本身在降解、促进成骨、力学性能、生物毒性方面的能力,根据以前实验结果,通过将Ag-n HA与PU复合,得到一种新型骨修复活性材料。Ag+的抗菌性的研究已广泛开展;而前期研究也证实了n HA/PU可控降解及成骨活性,是比较理想的骨修复材料。为此,我们希望能够在这些基础之上将其制成骨修复材料,并通过对其体内外缓释、系统毒性、成骨降解方面进行研究,为以后应用于临床提供实验依据。目的:对Ag-n HA/PU抗菌复合骨修复材料体外Ag+释放特性并在兔胫骨慢性骨髓炎动物模型上,研究其治疗骨髓炎并修复骨缺损的效果,及其在实验动物内的毒副作用,探究其日后临床应用的可能性。方法:本实验由两部分组成第一部分Ag-n HA/PU复合缓释抗菌可控降解骨修复材料体外释放特性测定采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)法检测Ag-n HA/PU复合缓释抗菌可控降解骨修复材料在去离子水中银离子的释放特性。第二部分Ag-n HA/PU缓释抗菌可控降解骨修复材料治疗兔胫骨慢性骨髓炎的研究对成功建立骨髓炎的动物模型,分别植入n HA/PU复合骨修复材料和分别载有3%和10%Ag3PO4的Ag-n HA/PU复合缓释抗菌可控降解骨修复材料,进行血液、肝脏、肾脏、心、脑组织中银离子检测结合材料植入体内以后的肝肾功检测结果以及各组织器官的病理切片评判其系统毒性,通过对骨组织标本行micro CT及硬组织切片评价材料的降解及成骨能力,结合血液学检查结果及病理切片评价治疗骨髓炎效果。结果:1、Ag-n HA/PU复合缓释抗菌可控降解骨修复材料体外释放特性测定载银纳米复合骨修复材料体外在去离子水中具备良好的缓释能力,且大于最低抑菌浓度,为在体内发挥杀菌作用打下了坚实的基础。2、Ag-n HA/PU材料治疗兔胫骨慢性骨髓炎的研究组织学结果显示,在4d时,可以看到所有组材料与骨组织间有较大间隙,与胫骨交界处均无明显新生骨小梁。3%Ag-n HA/PU组和10%Ag-n HA/PU组的Ag3PO4颗粒在材料内均匀散在分布,其与胫骨交界处均无明显新生骨小梁。3w时,清创组骨皮质开始发生形态变化、扭曲,Ag-n HA/PU组、3%Ag-n HA/PU组和10%Ag-n HA/PU组均观察到有新生骨小梁的形成,围绕材料表面爬行生长,但以3%Ag-n HA/PU组形成的骨小梁厚度更明显,密度更高。6w时,清创组和n HA/PU组观察到稀疏不规则的远离骨皮质的小梁生成,3%Ag-n HA/PU组周围新生骨小梁开始大量生长,填充材料表面孔隙;10%Ag-n HA/PU组材料于骨皮质间开始形成骨性连接,开始沿着材料表面向较远距离孔隙爬行生长。12w时,清创组远离皮质处存在一些不连续的稀疏骨小梁;Ag-n HA/PU组中,观察到新生骨小梁偶有长入材料表面微孔,与骨皮质未形成连接。3%Ag-n HA/PU组和10%Ag-n HA/PU组中,两组均有大量新生骨长入材料表面甚至内部微孔,与材料相互缠绕、结合紧密,骨的形态也较新生骨小梁更粗大,并与皮质骨续为一体。12w时HE染色镜下可见清创组和n-HA/PU材料组有大量炎症细胞浸润,n-HA/PU材料组与材料之间存在胶原并向材料界面微孔伸入,3%Ag-n HA/PU和10%Ag-n HA/PU组均见材料边缘被大量胶原紧密包裹,胶原填充于材料表面微孔及邻近的内部微孔,两组均未观察到炎症细胞的存在说明了新骨生成主要在含Ag的两种材料组内发生,新骨的有效生成应当发生在无菌的环境中,证实了含Ag材料的抗菌作用以及在此基础之上的成骨作用。Ag-n HA/PU复合缓释抗菌可控降解骨修复材料实验动物体内毒副作用研究血液中Ag+浓度检测各时间点均未检测到。且术后各个时间点,无论是在肝、肾、脑、心中都未能测及Ag离子浓度。血清生化检验结果显示,谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)及肌酐(Cr)水平,各组在各时间点两两比较均无显著性差异(P>0.05),结合上述两点,我们认为材料的系统毒性不明显。结论:1、Ag-n-HA/PU缓释抗菌可控降解生物活性骨修复材料,在去离子水中银离子呈持续释放趋势,释放速度在前10天左右最快,突释效应分别于第5天,第4天被观察到,并于2周之后释放速度逐渐减慢,期间间歇性增高,能缓释6w左右,且大于最低抑菌浓度,具备持续杀菌能力。2、Ag-n-HA/PU缓释抗菌可控降解生物活性骨修复材料是载银纳米复合骨修复材料兼具缓释抗菌和可控降解骨修复能力,较低浓度载银材料短期内在兔体内无明显系统作用;在彻底病灶清除的前提下,能治疗慢性骨髓炎、修复骨缺损。