鸡蛋壳复合抗菌骨移植材料的研制

摘要

[目的]：
　　本实验以天然生物来源的鸡蛋壳为原料,通过一系列的理化方法进行表面改良,对新型骨移植材料进行锌涂层,并进行理化性能检测,探讨研制抗菌骨移植材料的可行性。
　　[方法]：
　　1.鸡蛋壳复合抗菌骨移植材料的研制:
　　收集废弃的鸡蛋壳经清洁处理后,分别采用水热法(Hydrothermalmethod)和微波炉法(Microwavemethod)对其进行表面改良。水热法:将定量的鸡蛋壳放入200ml的0.1mol/L的Na2HPO4的溶液中分别加热5h,8h,12h和24h,过滤、干燥。微波炉法:将等量的鸡蛋壳放入200ml的0.1mol/L的Na2HPO4的溶液中,放入微波炉中,中火加热20min、60min,2立滤、干燥。锌涂层:分别将等量的经水热法24h表面改良的鸡蛋壳粉末和经微波炉法60min表面改良的鸡蛋壳粉末浸泡在100ml的0.2mol/L的乙酸锌溶液中,放入微波炉,中火加热30min,过滤、干燥。
　　2.理化性能检测:
　　运用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDXA)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)对表面改良的鸡蛋壳粉末及锌涂层的鸡蛋壳粉末分别进行理化性能检测。
　　3.预初大鼠动物实验:
　　对3只Sprague-Dawley雄性大鼠,建立颅骨缺损动物实验模型,在每只大鼠两侧颅骨各制备一个直径5mm大小的缺损,共6个缺损区。分别对A组(空白对照);B组(鸡蛋壳粉末);C组(微波炉法60min表面改良的鸡蛋壳粉末);D组(Bio-oss);E组(自体骨);F组(经水热法24h表面改良的鸡蛋壳粉末),观察8周后取材,进行不脱钙的标本组织学观察。
　　[结果]：
　　1.经水热法和微波炉法研制了鸡蛋壳复合骨移植材料;锌涂层微波炉法研制了抗菌鸡蛋壳复合骨移植材料。
　　2.扫描电镜(SEM)观察:两种方法改良的鸡蛋壳微观表面的形态多样,有球样结构、有针样结构和棒样结构,两种方法均保留了鸡蛋壳原有的孔隙结构。
　　3.能谱分析(EDXA):两种方法均有磷(P)元素的存在,表明鸡蛋壳表面有新型成分的存在;微波炉法锌涂层后,有锌(Zn)元素的存在,表明微波炉法对鸡蛋壳复合骨移植材料进行了有效的锌涂层。
　　4.X射线衍射(XRD):两种方法表面改良的鸡蛋壳粉末均显示碳酸磷灰石(carbonateapatiteCHA)的波峰,微波炉法锌涂层后,有锌的特征性波峰出现。
　　5.傅立叶红外(FTIR):两种方法改良的鸡蛋壳复合骨移植材料的含P基团出现在473、566、606和1034cm-1。
　　6.组织学观察:A组:8周后新生骨沿着缺损边缘生成,缺损高度未见明显减少;B组、C组及D组的缺损区,在植入材料颗粒周围或之间有新生骨生成,且几乎全部被新生骨充填。C组较B组植入材料的降解性好,且新生骨生成和矿化较显著。C组和D组新生骨生成和矿化都很显著。E组和F组大鼠术后10天死亡,故未做组织学观察。
　　[结论]：
　　1.鸡蛋壳经表面处理后可以作为骨引导再生的移植材料,用于较小骨缺损的修复,且具有天然、安全、取材方便、价格低廉、生物相容性好等优点,有广阔的发展前景。
　　2.理化性能检测显示鸡蛋壳具有骨组织类似的孔隙结构。
　　3.应用微波炉法对表面改良的鸡蛋壳粉进行锌涂层后,其理化性能稳定;但其抑菌能力和骨引导再生能力须进一步验证。
　　4.预初大鼠组织学标本观察研制的表面改良的鸡蛋壳复合骨移植材料具有新生骨形成和早期矿化的特征,为后续动物实验的研究观察新生骨的量化指标以及新生骨形成机制提供了前期的实验依据。