聚乳酸-β-磷酸三鈣系可降解骨修復材料的生物降解性能研究.pdf

1、創(chuàng)傷、感染、腫瘤、先天性疾病等常導致骨缺損，對此，可行的治療方法是對骨缺損進行修復，以恢復其功能。在各種骨修復材料中，聚乳酸具有良好的骨修復功能，并已被美國FDA批準廣泛使用在醫(yī)藥領(lǐng)域，但也存在強度低、降解產(chǎn)物呈酸性、易導致局部炎癥等缺點。β-TCP陶瓷具有良好的生物相容性，能與骨直接結(jié)合，是良好的骨修復材料，但是其力學強度低，脆性大，抗折及抗沖擊性能不能滿足高負荷人工骨要求。因此，將兩者復合制備可生物降解支架，復合生物活性因子構(gòu)建骨組

2、織工程修復材料，已越來越引起了廣泛重視。 作為骨組織工程支架，材料的生物降解性能是其在骨組織工程中應用的關(guān)鍵因素。通過模擬體內(nèi)條件，研究材料結(jié)構(gòu)、物理機械性能和化學性質(zhì)在體外降解試驗中的變化是生物降解材料體內(nèi)實驗前必要的研究工作；修復材料在體內(nèi)的骨結(jié)合活性可以通過是否能在體外SBF中浸泡形成類骨磷灰石來評價。因此，我們采用在SBF中浸泡的體外模擬降解實驗來考察了四種骨修復材料的生物降解性能，并通過生物降解性能的分析對比，篩選各種

3、材料適宜的臨床應用領(lǐng)域。 本文運用“溶液流延-膜材粉碎-熱壓成型-顆粒瀝濾”法制備了多孔PLLA材料。通過正交實驗，確定制備的最佳工藝參數(shù)為：成型溫度170℃、成型壓力8MPa、保壓時間10min。力學測試結(jié)果表明：孔隙率為61％的PLLA多孔支架的抗壓強度為7.19MPa，抗彎強度為5.92MPa。掃描電鏡結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該支架具有良好的三維多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部存在明顯的大孔/微孔結(jié)構(gòu)，微孔表面凸凹不平，有利于提高材料中種植細胞的黏附、生

4、長及養(yǎng)分的輸送。體外降解實驗發(fā)現(xiàn)，該材料在浸泡初期降解較快；隨著降解時間的延長，材料強度逐漸下降，但降解九周后仍能保持一定的強度；材料的降解液呈弱酸性，不利于細胞、組織的生長及易引起無菌性炎癥反應；降解過程中沒有觀察到羥基磷灰石的生成；并且PLLA本身呈疏水性，不利于細胞的黏附、生長，它不能成為理想的骨修復材料。采用“溶液澆鑄—膜粉碎—粒料預熱—高溫低壓成型”法制備的PLLA/β-TCP復合材料致密體，在降解過程中保持了較高的強度；降解

5、五周后材料表面有類骨羥基磷灰石(HCA)生成，說明了該材料具有良好的生物相容性。該材料可作為骨折內(nèi)固定材料使用。 采用“溶液澆鑄—熱壓成型—顆粒瀝濾”法制備的多孔PLLA/B-TCP復合材料，在降解過程中，由于B-TCP的加入，既中和了PLLA的降解酸性環(huán)境又起到了增強的作用；降解五周后材料表面、內(nèi)部均有HCA生成。動物實驗結(jié)果良好，該材料可作為理想的骨組織工程支架材料使用。 而采用“混合溶劑溶解—冷凍收縮—自然成型—顆

6、粒瀝濾”法制備的多孔PLLA/β-TCP復合材料，雖然降解過程中強度下降較慢，但其初始分子量非常低，導致其強度亦非常低，要作為骨組織工程支架材料使用還需進一步完善其制備工藝。 最后，通過體外降解實驗，確定了不同制備方法的四種骨修復材料在臨床的應用領(lǐng)域，并且證實了PLLA/β-TCP復合材料在降解過程中，由于β-TCP的溶解而使材料降解微環(huán)境能保持在中性條件，避免了PLLA降解微環(huán)境呈弱酸性而導致無菌炎癥以及對骨細胞生長、增殖抑制