摘要
目的: 随着人们的生活节奏加快,寿命延长,各种意外或者病因导致的骨缺损病人越来越多。常规的办法就是用骨替代材料充填,等待机体愈合。而骨替代材料的来源大致有自身机体所能提供的包括自体骨和牙齿等,以及人工合成骨代替材料,包括同种异体骨、异种骨来源和其他有机或无机人工合成骨替代材料。每种骨替代材料都有自己的优点和缺点,单就从来源是否受限、成本是否低廉、应用范围是否广泛和安全性来讲,人工合成的骨替代材料则更胜一筹。本研究的目的是设计一种加载锶离子与壳聚糖(CS)和多壁碳纳米管(CNTs)的生物复合材料,通过溶剂蒸发的方法制备出支持成骨细胞生长的生物复合材料。为了促进成骨细胞的生长,采用溶剂蒸发技术设计了一种以壳聚糖和多壁碳纳米管为复合材料的碳纳米载锶生物支架。通过生物实验,观测Sr-CNT/CS生物复合材料的成骨性能。简而言之,Sr-CNT/CS生物复合材料具有优异的力学性能、持久的多功能抗菌性能和成骨诱导性,是临床上有效骨修复的理想候选骨替代材料。 方法: 采用“溶液共混法”和“冷冻干燥法”获得含锶浓度分别为0%,0.2%,1%,2%的载锶碳纳米管壳聚糖支架。分别标记为A支架材料、B支架材料、C支架材料和D支架材料。 将实验大鼠随机分为4组:A组(顶骨缺损区植入A支架材料);B组(顶骨缺损区植入B支架材料);C组(顶骨缺损区植入C支架材料);D组(顶骨缺损区植入D支架材料)。大鼠术后12周后,过量麻醉后颈椎脱臼处死。取得部骨缺损及周边区域骨组织标本,处理后分别进行Masson染色分析和免疫组化染色分析(血小板源性生长因子-BB和骨形成蛋白-2)。并分别用软骨陷窝计数法和ImageProplus7.0件使结果量化。采用SPSS21.0软件,利用方差和SNK检验(P<0.05),对结果进行统计分析。 结果: 四组大鼠术区软组织愈合良好,可见支架充填区域有大量支架残留,骨缺损边缘可见有质地坚韧的组织形成。Masson染色和免疫组化监测PDGF-BB、BMP-2的结果,其中C组成骨量最高。软骨陷窝计数法得到的结果分析每组软骨陷窝数分别为11.50±4.31、15.75±3.06、18.88±3.87和14.75±1.67,有统计学意义(P<0.05)。 结论: 载锶多壁碳纳米管/壳聚糖支架材料有较好的成骨性能,但存在降解不充分,成骨不全面的缺点。在锶含量为1%时相对成骨最为明显,需要对最适宜的锶浓度做进一步的研究,需要对支架材料进一步的改进,使其更容易降解,以获得更好的成骨效果。