PVA/n-HA+PA66双相复合材料修复兔关节软骨及软骨下骨的实验研究

摘要

目的：探讨新型生物复合材料PVA/n-HA+PA66修复兔关节软骨及软骨下骨的效果。 方法： ①生物复合材料的制备与理化性能：通过原位合成技术及冷冻一融化循环方法制备新型生物复合材料PVA/n--HA+PA66，通过体外力学测试仪，X线衍射及电镜，观察材料的内部结构，检测材料的含水率和力学性能。 ②生物复合材料植入动物体内的组织相容性：制备关节软骨及软骨下骨缺损模型，将PVA/n--HA+PA66材料植入兔膝关节，以单纯PVA材料组，空白组为对照，分别于4、8、12、24周，对动物行大体观察，局部行组织学切片观察，Ⅱ型胶原免疫组化及Ⅱ型胶原mRNA原位杂交检测，扫描电镜检测，生物材料体内力学性能测试。 ③生物复合材料动物体内植入的生物安全性：用动物腹腔注射、皮内注射、皮下植入等方式来评价PVA/n--HA+PA66复合材料急性和慢性毒性反应，从而对材料的安全性和生物相容性进行评价。 ④生物复合材料植入动物体内后机体免疫状态的初步研究：将复合材料种植于大鼠皮下，分别于术后第2、4、6周检测大鼠脾细胞中CD3、CD4<'+>、CD8<'+>含量以及血液中IL-I、IL-6、TNF-a的含量并与术前对比，了解动物体内植入材料后机体免疫状态的改变。 结果： ①生物复合材料的制备与性能：扫描电镜观察材料为三维网状多孔结构，孔径为5-400μ m、上下层以嵌合形式结合，结合牢固紧密。上层材料含水率为71.6％，上层材料在100mm/min状态下，抗拉强度为3.42Mpa。在3mm/min的抗压强度下，抗压强度为3.12Mpa。下层材料X线衍射为均一结晶体结构，孔隙率为61.8％，在3mm/min的抗压强度下，抗压强度为5.3Mpa。 ②生物复合材料植入动物体内的组织相容性：动物全部存活，实验组关节活动度好，材料植入牢固，无脱落。第4周材料周边为成纤维细胞、炎性细胞，第8、12、24周，下层材料中有骨组织长入，上层材料与周边软骨相容，周边软骨无退变，部分软骨向材料表面生长，上层材料无明显磨损并与下层材料紧密连接；生物复合材料在5mm/min的冲击强度下，其抗冲击强度：12周时为72.31N，24周时为76.45N，12周时已达正常松质骨抗冲击强度。 ③生物复合材料动物体内植入的生物安全性：急性全身毒性试验小鼠活动正常，皮内刺激试验无异常，长期毒性试验，在12W时小鼠肝肾功能与正常对照组无显著性差异。组织学切片显示血管和纤维组织进入复合材料网孔中，与复合材料连为一体，未产生排斥反应，这表明复合材料与周边组织有良好的生物相容性。 ④材料植入后机体免疫状态的初步研究：大鼠脾细胞中CD3、CD4<'+>、CD8<'+>的含量在第2、4、6W时与正常组对照无显著性差异。血液中IL-I，IL-6，TNF-α的含量在第2、4、6W时与正常对照组无显著性差异。 结论：双相生物复合材料PVA/n-HA+PA66具有良好的替代关节软骨及软骨下骨的功能，具有良好的组织相容性和生物安全性，材料无毒副作用，具有潜在的临床应用前景。但PVA材料的力学性能及长期磨损问题有待进一步研究。

目录

论文说明：中英文名词缩写对照

声明

摘要

前言

第一部分PVA/n-HA+PA66双相复合材料的制备与理化性能研究

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第二部分PVA/n-HA+PA66双相复合材料修复关节软骨及软骨下骨的组织相容性研究

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图1

附图2

第三部分PVA/n-HA+PA66双相复合材料体内植入的安全性研究

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第四部分PVA/n-HA+PA66双相复合材料体内植入后机体免疫状态的初步研究

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

综述 聚乙烯醇水凝胶材料替代关节软骨的研究进展

致谢