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目的:探索磺化以及氧化石墨烯修饰的磺化碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的生物相容性及成骨性能;评价植入实验材料后对大鼠重要器官的生物安全性。方法:选取健康雄性SD大鼠48只,随机分为3组,建立大鼠颅骨缺损模型,根据实验分组情况分别植入碳纤维增强型聚醚醚酮复合材料(carbon fibers reinforced polyetheretherketone,CF/PEEK)、磺化处理的碳纤维增强型聚醚醚酮复合材料(sulfonated carbon fibers reinforced polyetheretherketone,S-CF/PEEK)、氧化石墨烯修饰的磺化碳纤维增强型聚醚醚酮复合材料(graphene oxide-modified sulfonated carbon fiberreinforced polyetheretherketone composites,GO-S-CF/PEEK),其中CF/PEEK为对照组,S-CF/PEEK、GO-S-CF/PEEK为实验组,对照组、实验组实验动物分别在处死前3周和1周给予荧光染色标记,分别于术后8、12周各处死24只,每组8只,拍摄微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT),观察不同时间点各组骨缺损区的骨结合情况,制作非脱钙骨种植体切片,激光共聚焦显微镜下观察荧光染色标记情况,HE染色后光学显微镜下观察成骨情况;处死后解剖出大鼠心、肝、脾、肺、肾等内脏器官,行HE染色,观察各器官细胞形态,评价实验材料生物安全性。实验数据采用SPSS 20.0统计分析软件进行分析处理。结果:大体观察,整个实验过程未见动物出血、死亡等意外情况发生,分别于术后8周、12周获取颅骨标本,实验材料与骨组织结合良好,无脱落渗血;微CT结果显示,8周、12周时材料表面均可见新骨形成,GO-S-CF/PEEK组的骨结合较S-CF/PEEK及CF/PEEK的骨结合佳;荧光测量结果显示,各组8周时较12周时荧光标记线明显,粗且连续,双标荧光间距宽,8周、12周时GO-S-CF/PEEK组骨矿化沉积高于S-CF/PEEK组(P<0.05),S-CF/PEEK组高于CF/PEEK组(P<0.05);组织学观察,各组材料与骨均可以形成微机械嵌合,12周时GO-S-CF/PEEK材料表面效果最佳;大鼠内脏器官HE染色:各组实验动物心、肝、脾、肺、肾标本形态无明显差异,未见细胞变性、充血、水肿等异常改变。结论:S-CF/PEEK及GO-S-CF/PEEK短期观察对大鼠重要脏器无损害;GO-S-CF/PEEK具有良好的生物相容性,具有潜在的临床应用价值。