孔隙結構互補的磷灰石多孔支架的研究.pdf

1、由創(chuàng)傷或疾病所引起的超過臨界尺寸的骨缺損完全依靠自身的修復是非常困難的，需要在骨缺損的部位植入一個連接材料以加快修復。目前常用的大段骨缺損修復手段主要有：自體移植、異體移植和人工合成材料以及骨組織工程支架。但自體移植材料的來源有限，在取材部位也造成了骨缺損，而且患者要承受二次手術的痛苦；異體移植往往伴隨著嚴重的感染和炎癥反應。因而，組織工程骨的發(fā)展也就成為了必然。骨組織工程中多孔支架的作用是為新骨形成提供一個基質，應滿足以下幾個基本的要

2、求：較高的孔隙率，合適的孔隙大小，三維貫通的孔隙結構，有利于細胞粘附生長的表面特性、一定的力學性能以維持支架的預制形態(tài)，無細胞毒性等。多孔支架大孔的作用主要是為營養(yǎng)供應、氣體擴散及代謝廢物排出提供通道。為了在體外構建組織工程骨，需要將細胞接種到合適的三維多孔支架上，實現(xiàn)細胞的體外擴增，這就需要種子細胞的體外三維培養(yǎng)。作為細胞體外三維培養(yǎng)的第一步，將種子細胞均勻的接種到支架內部可以有效地促進骨重建的發(fā)生。在構建骨組織工程支架的材料中，羥基

3、磷灰石的組成和結構都與自然骨極為相似，并具有很好的骨傳導性和骨誘導性，因而被認為是構建骨組織工程支架的理想材料。
　　 實驗中以羥基磷灰石為原料，用溶膠-凝膠法制備了HA球狀顆粒，將其堆積到多孔管中后組成HA顆粒堆積支架，并對支架的孔隙結構進行了表征；設計了三種不同的成骨細胞接種方法：直接法、混合法和轉移法，考察了接種方法不同對成骨細胞生物學特性的影響。用相同的HA漿料添加石蠟球作為造孔劑后制備了顆粒造孔支架，并通過對石蠟球用二

4、甲苯進行處理以改善多孔支架的孔隙貫通性，考察了孔隙貫通性對成骨細胞生物學特性的影響。對孔隙結構互補的這兩種HA多孔支架進行體內和體外生物學評價，以考察支架大孔形狀對成骨細胞生物學性能的影響和對體內異位成骨的影響。本實驗獲得的主要結論如下：
　　 1.HA顆粒堆積多孔支架的大孔孔隙完全貫通，并且孔徑大小可通過HA顆粒的大小控制，顆粒表面和內部均勻分布著大量微孔；HA顆粒堆積支架具有良好的生物相容性；三種細胞接種方法中，混合法和轉移

5、法接種可以使細胞在顆粒堆積支架內部均勻分散，而且轉移法可以將更多的細胞接種到顆粒表面，具有更高的接種效率；不同的細胞接種方法對成骨細胞的增殖和分化沒有明顯影響。
　　 2.通過二甲苯處理用作造孔劑的石蠟球可明顯改善支架孔隙的貫通性，并同時提高支架的孔隙率，而支架的抗壓強度有所降低；多孔支架的收縮率取決于所配制的HA漿料，與孔隙率無關；支架表面均勻分布著微米和亞微米級的微孔和粗糙結構；HA多孔支架具有良好的細胞相容性，并且成骨細胞