羟基磷灰石涂层的镁-钕-锌-锆合金促进骨再生的体内外研究

摘要

目的：
　　1、明确合金及其涂层对MC3T3-E1细胞生物学行为的影响。
　　2、明确合金及其涂层植入体内后的材料降解及成骨情况。
　　研究方法：
　　1、体外实验通过采用空白组、钛合金组、JDBM组、HA-JDBM组的浸提液培养MC3T3-E1细胞；采用CCK-8法检测细胞增殖活力；流式凋亡法检测细胞凋亡；免疫荧光检测细胞骨钙素(osteocalcin，OC)和转录因子RUNX2；RT-PCR检测ALP、COL I、OC和OPN基因表达情况。
　　2、体内实验通过采用钛合金组、JDBM组、HA-JDBM组3组材料固定大鼠胫骨骨折，通过苦味酸品红染色观察成骨情况；X线和Micro-CT扫描观察植入材料降解和成骨情况。
　　结果：
　　1、HA-JDBM组的细胞活性最高，且在6d内呈递增趋势。随着培养时间的延长，ALP表达呈上升趋势。JDBM组和HA-JDBM组ALP表达水平总体较空白组和Ti合金组高。
　　2、流式凋亡显示HA-JDBM组存活细胞比例最高，死亡和凋亡细胞比例最低，提示HA-JDBM具有良好的生物相容性。
　　3、免疫荧光显示三组材料浸提液培养的细胞活性较好，未见明显细胞红染，HA-JDBM组细胞OC和RUNX2含量最高，细胞增殖密度最高。
　　4、qRT-PCR结果显示了ALP、COL1、OC和OPN基因表达随着时间延长呈现递增趋势，同一时间点HA-JDBM组基因表达最为显著，空白组最低。
　　5、JDBM组形成皮下气肿，髓腔内可见少量氢气。4周时，JDBM组和HA-JDBM组骨折愈合速度快于Ti合金组。Micro-CT检查发现6周时JDBM髓内钉断裂，说明过快的材料降解超过了骨折愈合所需时间，而Ti合金组和HA-JDBM组髓内钉基本都能维持较好的完整形态，说明JDBM植入体内后其降解速度快于HA-JDBM样品。
　　6、苦味酸-品红染色结果显示JDBM组髓内钉材料与新生骨间存在小间隙，而Ti合金组和HA-JDBM组未见明显间隙。Ti合金组新生骨少，相反HA-JDBM新生骨最多，骨小梁排列紧凑而规则，贴合严密。
　　结论：结合体内外试验，与纯JDBM和Ti合金相比，HA-JDBM更具有优良的生物相容性、更高的成骨基因表达和骨成骨性、更低的生物降解率的优点，且HA-JDBM髓内钉固定大鼠胫骨骨折时产生更少的气体，利于骨折愈合。最后，初步研究表明HA-JDBM是一种很有前途的可用于临床骨修复的可降解生物材料。

目录

缩略语/符号说明

引言

第一章 镁合金及其涂层对生物相容性及成骨体外研究

1材料与方法

2结果

3.讨论

4、结论

第二章 镁合金及其涂层固定大鼠胫骨骨折体内研究

1材料与方法

2.结果

3.讨论和结论

综述:骨科内固定材料镁合金的生物学研究进展

攻读学位期间发表的论文

致谢

声明