【摘 要】
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实验目的:临床上,肿瘤、外伤、炎症感染等常常会导致颌骨缺损,寻找一种合适的骨替代材料是当前研究的热点。羟基磷灰石与骨骼在组成上有高度的相似性,在骨缺损的治疗上发挥着重要的作用,但人工合成羟基磷灰石材料多为固体颗粒和块状结构,没有足够的表面积和空间,需要构建材料的多级孔道以适应组织生长。除此之外,植骨术后常会发生术区的慢性炎症反应,不利于骨组织的愈合。本实验的目的是采用羟基磷灰石纳米纤维、胶原蛋白及
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实验目的:临床上,肿瘤、外伤、炎症感染等常常会导致颌骨缺损,寻找一种合适的骨替代材料是当前研究的热点。羟基磷灰石与骨骼在组成上有高度的相似性,在骨缺损的治疗上发挥着重要的作用,但人工合成羟基磷灰石材料多为固体颗粒和块状结构,没有足够的表面积和空间,需要构建材料的多级孔道以适应组织生长。除此之外,植骨术后常会发生术区的慢性炎症反应,不利于骨组织的愈合。本实验的目的是采用羟基磷灰石纳米纤维、胶原蛋白及壳聚糖构建一种具有优异生物学性能的复合材料,且在复合材料中负载一种既能促进成骨又能抗炎的药物--淫羊藿苷,形成一种新的载药骨支架,提高材料的成骨作用,同时实现术后抗感染,为颌骨修复骨替代支架的临床研究提供理论基础。实验方法:把油酸钙作为前驱体采用溶剂热法合成羟基磷灰石纳米纤维,通过冷冻干燥进一步制备羟基磷灰石纳米纤维-胶原蛋白-壳聚糖复合材料,对样品进行物理性能和生物相容性检测。在复合材料中负载淫羊藿苷制备载药骨支架,对样品的物理性能、药物释放以及生物相容性进行检测。以羟基磷灰石颗粒-胶原蛋白-壳聚糖复合材料及其载药骨支架作为对照组,进行以下检测:1.利用手持式显微镜观察四组复合材料的大体形态;利用扫描电子显微镜观察四组样品的微观结构;并通过检测四组样品的吸水性、孔隙率等性能,对其物理性能进行评价。2.通过对两组载药骨支架进行药物缓释实验,检测复合材料的药物缓释作用。3.提取四组复合材料的浸提液,并培养小鼠前成骨细胞,共培养1、3、5天后,利用CCK-8检测羟基磷灰石纳米纤维复合材料及其载药骨支架对成骨细胞增殖的影响,判断其在体外实验应用的潜能。实验结果:1.成功制备出了由羟基磷灰石、胶原蛋白以及壳聚糖复合的样品,样品表现为表面粗糙、疏松多孔、结构稳定、色微黄。表征对比了羟基磷灰石颗粒-胶原蛋白-壳聚糖（HA-COL-CS）和羟基磷灰石纳米纤维-胶原蛋白-壳聚糖（HAF-COL-CS）复合材料,发现两种复合材料孔径大小无显著差异。然而,HAF-COL-CS的孔洞更均一、规整,且孔隙率以及吸水率显著高于HA-COLCS（P＜0.05）。负载药物前后复合材料的孔隙率无明显差异（P≥0.05）。2.对复合材料进行了目标药物的负载并研究了材料的药物释放行为。羟基磷灰石纳米纤维-胶原蛋白-壳聚糖-淫羊藿苷（HAF-COL-CS-ICA）载药骨支架在前1 h已经开始释放药物,而羟基磷灰石颗粒-胶原蛋白-壳聚糖-淫羊藿苷（HA-COL-CS-ICA）在3 h时有药物开始释放,两者在36 h达到平台期。HAF-COL-CS-ICA支架药物释放较HA-COL-CS-ICA支架快。3.将材料与MC3T3-E1细胞共培养,发现4组复合材料的细胞毒性等级均为0,证明4组支架无毒性。共培养3、5天后发现,4组支架材料对细胞均有促进生长的作用。而且,HAF-COL-CS对细胞增殖的促进作用显著高于HA-COL-CS,而且载药组优于单纯复合材料组。结论:1.通过冷冻干燥合成的HAF-COL-CS复合材料及其载药骨支架均显示出了粗糙的表面以及疏松多孔的结构,这种结构有利于细胞的浸润以及骨向内生长。通过物理性能检测发现,HAF-COL-CS复合材料以及HAF-COL-CS-IC载药骨支架均有高的孔隙率、亲水性,这种高的孔隙率和亲水性有助于细胞迁移、营养物质的运输以及骨形成。2.通过CCK-8检测,发现HAF-COL-CS复合材料对细胞增殖的促进作用优于HA-COL-CS,药物组又优于单纯复合材料组。证明该材料不仅具有低毒性、安全性,同时也具有促进成骨细胞增殖的能力,说明其具有比较好的临床应用潜力。
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