介孔硅酸钙掺杂硫酸钙骨水泥修复创伤骨缺损的实验研究

摘要

硫酸钙骨水泥（CSC）是最近备受关注的一种新型骨修复材料，CSC具有良好的可塑性能和生物兼容性，生理条件下CSC可以自行固化。但随着临床应用及研究的深入，发现常规CSC存在降解速度过快，难以在缺损部位达到支撑效果。因此，对CSC进行改性以减缓其降解性能、促进成骨效果就成为研究的重点。 本研究首先通过溶胶凝胶法制备一种介孔硅酸钙（m-CS），用XRD,IR,TEM,SEM等测试手段研究其理化性能。在硫酸钙骨水泥中添加一定含量的介孔硅酸钙（m-CS）制备了新型m-CS/CSC复合骨水泥（m-CSC），通过体外实验及兔骨创伤模型，研究了m-CSC的理化性能及修复骨缺损的效果。以CSC为对照组，考察了m-CSC的凝结时间和抗压强度；将骨水泥浸泡于Tris-HCl溶液中，考察其体外降解性能；用骨水泥培养MC3T3-E1细胞，通过CLSM和SEM观察细胞形态，采用CCK8和ALP试剂盒考察细胞在样品表面的增殖及分化情况。将骨水泥植入新西兰大白兔股骨创伤骨缺损，于术后4、8、12周取样，通过同步辐射光片，组织切片和免疫组化等手段分析骨水泥降解及成骨性能。掺入m-CS，延长了m-CSC的固化时间，减缓了其降解速率，且对m-CSC的抗压强度影响很小；细胞实验表明：m-CSC能促进细胞增殖和分化；m-CSC复合骨水泥植入兔股骨缺损部位12周后修复骨缺损，组织病理学和免疫组化分析表明：伴随着m-CSC材料的降解，大量新生骨组织生成，成骨量显着高于CSC；且VEGF和I型胶原染色阳性表达率明显高于CSC。结果表明m-CSC具有优良的生物兼容性和成骨性能，能促进新骨再生，修复创伤骨缺损。

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