骨诱导碳纤维复合材料人工颅骨板动物体内生物相容性及可靠性研究

摘要

目的：
　　建立兔颅骨缺损模型。观察诱导型碳纤维复合材料人工颅骨板在兔颅骨缺损修补中的生物相容性，诱导成骨性及可靠性。
　　方法：
　　1.分组选取健康的成年新西兰大白兔96只，随机分成实验组（诱导剂+碳纤维复合材料，M组）、实验对照组1（碳纤维复合材料、C组）、实验对照组2（进口钛板，T组）、空白对照组（无材料植入，N组）。
　　2.操作方法 M组材料采用热固性成型的碳纤维复合并且添加骨诱导因子（重组骨形态发生蛋白2）；C组单用碳纤维复合材料；T组植入进口钛板；N组只去骨瓣，无植入材料。其中碳纤维复合材料制成边长10mm、厚度1mm大小，在材料上均匀制作5~9个直径约1mm穿通孔。钛板直径为10mm。将碳纤维复合材料消毒灭菌后，利用负压吸引浸泡法将骨诱导因子添加到其中，无菌4℃保存备用。用小魔钻在实验兔颅顶骨钻出直径约8mm颅骨全层缺损，但是注意不要损伤硬脑膜。实验组及实验对照组1、2分别植入相应材料并固定。空白对照组只形成全层的骨缺损，而不植入任何材料，然后缝合头皮。
　　3.观察指标分别于术前及术后第2、8、16周行外周血检查，化验血淋巴细胞计数百分比、血清白蛋白、总蛋白等相关指标。于术后第2、8、16周分批处死动物，行颅骨CT平扫并三维重建及组织学检查，观察各组的颅骨缺损修复情况，进而评价不同材料的生物相容性及成骨性能。
　　结果：
　　1.一般情况及大体观察
　　术后3天常规换药一次，各动物切口愈合良好，无肿胀等。术后10天拆线，切口愈合良好。第2周时，切口已完全愈合，局部毛发生长良好，切口不易分辨，局部未见皮下肿胀及头皮坏死及裂开等。将动物处死后对其颅骨进行局部观察，材料表面有薄层透明软组织覆盖，部分材料未完全覆盖。空白对照组骨缺损区有软组织覆盖，且与硬膜粘连紧密，不易分开。骨缺损边缘较清晰，无新生骨形成。第8周时，M组材料表面有硬质骨痂生成，C、T组未见明显骨痂生成，只在材料上覆盖较多软组织，材料不易观察，且与软组织结合紧密，触之不动。N组的骨缺损区覆盖的软组织较前增多，质地变韧，而未见明显的新生骨痂。第16周时，材料与软组织结合紧密，都不易分离。空白对照组软组织较前增多。各组骨痂生成较前增多。
　　2.外周血检查
　　淋巴细胞百分比、尿素氮、谷丙转氨酶、Ca2+结果分析示：术前及术后第2、8、16周各组间比较差异无统计学意义。白蛋白、总蛋白结果分析示：各组术后2周、8周、16周大于术前，差异有统计学意义。而组间各对应时间点比较无差异。骨钙素结果分析示：各组术后水平较术前高，差异有统计学意义。术后第2、8周时，M组水平高于其他组，差异有统计学意义。而其他各组间比较，差异无统计学意义。术后第16周时，各组无差异。碱性磷酸酶结果分析示：术后第2周时，各水平较术前高，差异有统计学意义。术后第8、16周时，M组水平高于术前，其余各组水平与术前相当或低于术前。
　　3.颅骨CT薄层扫描检查
　　术后2周时，各组缺损明显，有少量新骨生成，缺损去面积有所减小。T组骨缺损区钛材料显影明显。8周时，各组情况较对应组2周时情况明显改善。M组缺损区面积较其他组小。16周时各组骨缘明显模糊。但仍可见小面积骨缺损。M组缺损区面积较其他各组均小，但各组在16周时缺损区面积无明显差异。
　　4.颅骨缺损处局部组织学检查
　　将局部组织行组织学HE染色检查，观察局部的炎症反应及新生骨组织生成情况。可见M组新生骨的生长速度较其他组快，后期各组情况基本相同。局部有新生血管，纤维组织等形成，无明显炎症反应。
　　结论：
　　1.颅骨缺损动物模型的建立能满足材料相关性能的研究。其中将常规钛合金材料与碳纤维复合材料的对比有一定的创新性，其结果的可靠性更好。
　　2.动物体内试验表明该诱导材料的生物相容性较好，可以满足骨诱导因子的缓慢释放的要求。
　　3.多孔结构的复合材料，其负载诱导因子后，对骨诱导因子有缓释作用，能较长时间促进成骨，缩短骨修复时间。

目录

声明

常用缩写词中英文对照表

前言

1 材料与方法

1.1 实验动物、药品及仪器

1.2 实验动物分组

1.3 植入材料的制作

1.4 骨诱导因子溶液的配制

1.5 添加骨诱导因子

1.6 围手术期和手术期的处理

1.7 动物生活状态的观察及外周血检查

1.8 颅骨CT薄层扫描并重建

1.9 颅盖组织大体及组织学观察

1.10 统计学分析

2 结 果

2.1 动物生活状态的观察

2.2 外周血化验指标

2.3 大体观察及组织学结果

2.4 颅骨影像学检查结果

3 讨 论

4 结 论

参考文献

综述：颅骨修补材料的研究进展

致谢

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