硫酸鈣對骨修復的影響及硫酸鈣富血小板血漿活性支架材料的研制.pdf

1、因為創傷，特別是高能量創傷、關節置換翻修術、骨腫瘤切除術等原因造成大塊骨缺損，需要進行骨移植的患者不斷增多，臨床上對骨移植材料的需求越來越大。國外商品化的硫酸鈣(calcium sulfate，CS)在體內能完全降解、生物相容性好，其降解速度與新骨形成速度趨于一致，經臨床應用證明是一種非常好的骨移植替代材料。目前我國尚無SFDA批準使用的國產外科級硫酸鈣。我們通過條件篩選和技術改進，以檸檬酸+X為轉晶劑制備出純度高、晶形均一、具有良好生

2、物相容性的檸檬酸化半水硫酸鈣。通過系列實驗證明該材料水化后形成的二水硫酸鈣生物相容性好、體內能夠降解吸收。在此基礎上，我們進行了一系列的實驗研究，通過對二水硫酸鈣制備過程中的加壓技術提高了硫酸鈣的抗壓強度；用包衣技術來控制硫酸鈣的降解時間和釋放速度，起到恒釋、緩釋的作用；通過復合BMP提高了硫酸鈣人工骨的骨誘導活性；復合抗生素研制抗生素控緩釋制劑，在硫酸鈣的應用研究上取得了一定的進展，從理論上拓展了硫酸鈣人工骨的應用前景。盡管硫酸鈣作為

3、一種骨移植替代材料，具有良好的生物相容性、可降解性、有一定的抗壓強度，在臨床上得到了廣泛應用，但是，目前對硫酸鈣修復骨缺損的具體機制研究并不多，特別是對硫酸鈣是否具有骨誘導活性爭議最大。我們的研究表明，復合BMP后，硫酸鈣具有明確的骨傳導、骨誘導雙重活性。但是無論提純還是重組BMP都存在潛在的安全性問題，目前仍然價格昂貴，本實驗旨在研究硫酸鈣對骨修復的影響，并在此基礎上進一步研制具有骨傳導、骨誘導雙重活性的新型支架材料。 實驗目

4、的： 研究硫酸鈣對骨修復的影響，并在此基礎上進一步研制具有骨傳導、骨誘導雙重活性的新型支架材料。 材料與方法： 培養骨髓基質干細胞，用Transwell技術研究硫酸鈣對上述細胞的趨化作用；用第二代功能基因芯片技術研究硫酸鈣在骨髓基質干細胞向成骨細胞轉化過程中對其基因表達的影響；研制硫酸鈣富血小板血漿復合支架材料，并對其理化性質、生物相容性、骨誘導活性進行初步研究，觀察其修復兔橈骨臨界性骨缺損的情況。 結果

5、： 硫酸鈣對人骨髓基質干細胞具有趨化作用；在人骨髓基質干細胞向成骨細胞轉化的過程中，硫酸鈣顯著改變了成骨基因的表達，定量功能基因芯片可以同時檢測目前已知的所有與成骨相關的基因，在本實驗中共檢測到89種基因，其中有23種基因表達改變顯著(＞2倍)?；虮磉_上調超過2倍的基因包括：AMELY：2.11；BMP2：3.35；COL4A3：3.64；COMP：6.70；EGF：2.70；FLT1：3.10；IGF1：5.79；ITGA2

6、：2.18；MMP10：13.12；MMP2：2.11；TGFB2：2.52；TGFBR1：2.82：VDR：2.63；VEGFA：2.61。表達下調超過2倍的有：COL2A1：-2.23；COL15A1：-2.47；COL1A1：-8.37；COL1A2：-2.17；COL5A1：-2.09；CSF2：-3.6；FGF1：-2.86；ITGA3：-5.41；MMP8：-5.05。硫酸鈣/富血小板血漿支架材料晶形穩定，結構致密，抗壓強度

7、較高，可達38.5MPa，同松質骨相近；體外完全降解約需41天，硫酸鈣復合富血小板血漿后能夠誘導骨髓基質干細胞向成骨細胞轉化，在裸鼠體內能夠誘導異位骨化。復合富血小板血漿后，硫酸鈣生物活性大大提高，能夠修復兔橈骨節段性骨缺損，是一種較理想的具有骨誘導、骨傳導雙重活性的支架材料。 結論： 硫酸鈣對骨髓基質干細胞具有趨化作用；硫酸鈣能夠顯著影響骨髓基質干細胞向成骨細胞轉化過程中成骨基因的表這，具有潛在的骨誘導活性；硫酸鈣富血