多孔块体生物活性玻璃在兔体内成骨活性、生物力学性能的初步研究

摘要

目的探讨多孔块体生物活性玻璃植入兔体内后的生物活性、生物相容性、成骨能力以及生物力学性能。方法制备新西兰大白兔双侧股骨髁骨缺损模型,分别于股骨髁骨缺损部植入多孔块体生物活性玻璃、β-磷酸三钙、固骼生?(NOVABONE?),按植入材料不同分为多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组。术后摄X线片观察材料置入情况及固定是否牢固、髁部有无骨折。分别于术后4、12和24周取材,通过Micro-CT检测植入材料的新骨生成体积百分比及剩余材料体积百分比;采用四环素、钙黄绿素荧光双标检测三组材料的新骨生成速率;通过不脱钙硬组织Van Gieson染色检测三组材料的新骨生成面积百分比;通过生物力学测试三组材料的压缩强度、弹性模量。结果术后X线检查显示各组材料填充充分、完全,置入情况良好。Mocro-CT结果显示,24周时多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组、固骼生组的新骨生成百分比分别为（37.48%±0.70%,25.29%±1.45%,27.03%±1.25%）,多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均具有统计学意义,各组材料剩余体积百分比分别为（34.67%±3.52%,55.66%±2.05%,7.52%±1.15%）,多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均有统计学意义。荧光双标结果显示,4周时多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组的新骨生成速率分别为（1.577±0.045）μm/d、（2.064±0.068）μm/d和（1.19±0.09）μm/d,多孔块体生物活性玻璃组与β-磷酸三钙组的差异有统计学意义;Van Gieson染色检测显示,多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组和固骼生组新骨生成面积百分比分别为4周时（5.43%±1.25%、2.77%±0.85%和6.51%±1.21%）,12周时（8.48%±0.84%、2.94%±0.65%和11.42%±2.66%）,24周时（23.55%±1.13%、12.92%±0.45%和19.53%±0.91%）,24周时多孔块体生物活性玻璃组新骨生成面积百分比与β-磷酸三钙组、固骼生组比较差异均有统计学意义;生物力学测试结果显示,多孔块体生物活性玻璃组、β-磷酸三钙组的压缩强度随着时间延长均有一定程度的增加,两者的差异无统计学意义,多孔块体生物活玻璃组弹性模量术后三个时间点均较稳定,多孔块体生物活性玻璃组和固骼生组在弹性模量方面更接近兔骨,β-磷酸三钙组的弹性模量植入体内后变化较大。结论多孔块体生物活性玻璃植入兔体内后表现出良好的生物活性、生物相容性,同时具有较好的骨激发作用,且植入体内后具有较强的生物力学性能,为其下一步应用于负重部位骨缺损的修复研究提供了实验基础。