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[摘 要] 目的 用不同浓度的锶磷灰石(Sr-HAP)植入动物体内,观察该材料的生物学反应,为其临床应用作前期研究。方法 将24只新西兰大白兔分为3组,双侧下颌角均造成6mm×12mm×4mm的缺损,用不同浓度(10%,5%,0%)的含锶羟磷灰石块分别予以修复,术后1月,3月,6月时随机处死一组分别进行尸解、四环素荧光标记、定量组织学观察以评估其生物性能。结果 锶磷灰石复合人工骨未引起感染和排斥反应,术后材料降解早,新生骨大量进入材料间隙,其成骨量明显较纯羟基磷灰石为多,且统计学上有差异, 5%的锶磷灰石烧结体内新生骨成熟度较10%者为高,但统计学上未显示出成骨量的差异,术后3月时锶磷灰石周边出现强而亮的黄色荧光环,术后6月时荧光环仍未消退。结论 (1)锶磷灰石有良好的组织相容性、骨引导性及生物降解性,并具有一定程度的骨诱导性。(2)锶元素浓度并非是影响总成骨量的关键因素,总成骨量可能主要与生物降解的程度大小有关。(3)锶的存在不但提高了新骨的总生成量,而且延长了新骨生成的总体时间和高峰期。 [关键词] 锶磷灰石;生物降解;骨引导;新骨生成量
羟磷灰石(HA)属于磷酸钙类材料,具有和骨组织相似的自然矿物结构, 占骨构成的60%-70%,有良好的化学稳定性和生物相容性及足够的抗压强度[1,2],但其生物降解性差,在体内长期不被吸收,引导成骨作用受到限制,并可能成为种植体植入时的障碍,甚至影响尖牙的萌出[3]。锶作为人体和某些动物体内一种必要的微量元素,曾被用于防龋和防治骨质疏松[4]。羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]中的钙(Ca)能被锶(Sr)置换生成锶磷灰石[Sr10(PO4)6(OH)2](简称Sr-HAP)。本研究通过Sr-HAP动物植入实验,采用大体观察、四环素荧光标记、定量组织学等方法对其生物性能进行定性和定量的分析,并与HA对比评价其骨形成能力。
1 材料与方法
1.1 实验材料 试验组:含锶HA(锶含量分别为摩尔质量比5%和10%) 对照组:(1) 纯HA;(2) 自身修复 试样规格:多孔块状烧结体:内孔径140-160μm,孔率 50%左右 (种植试样均由上海生物材料研究测试中心提供)用车针将材料自行加工成6mm×12mm×4mm块状,超声波清水洗涤,高温高压灭菌备用。 1.2 实验分组 随机将24只新西兰大白兔分为3组,每组8只,每只兔子分别于左右下颌角使用咬骨钳造成6mm×12mm×4mm的缺损,然后分别植入(5%、10%、0%)块状HA或仅靠自身修复,如表1所示。
表1 材料分配表 Tab.1 Materials distribution
动物 (只) |
一侧 植入含 锶块状HA(左) |
另一侧植入纯块状 HA或自身修复(右) |
| 2 |
5% |
纯 |
| 2 |
10% |
纯 |
| 2 |
5% |
自身修复 |
| 2 |
10% |
自身修复 |
分别于1月、3月、6月随机处死一组进行观察。 1.3 植入手术 新西兰大白兔用2.5%戊巴比妥钠(40-45mg/kg)经腹腔麻醉,固定于兔头架,用75%酒精消毒术区皮肤2次,再用5%新洁尔灭酊消毒3次,然后铺巾,于下颌角处作一平行于其下颌缘的弧形切口(长度依据情况而定),深达骨面,掀瓣,钝分离咬肌,充分暴露下颌角,矩形切除6mm×12mm×4mm的骨块,预制成6mm×12mm×4mm的植入块(含5%锶、含10%锶或HA块)嵌入后靠软组织覆盖和摩擦力固定或自身修复,分层缝合关闭创面。术后肌注洁霉素0.2g/只,每日2次,连续3d。 1.4 四环素荧光标记法 本方法只观察3、6月组。盐酸四环素钠4mg/kg于动物处死前1周肌注,1周后处死动物,取出标本用纯丙酮固定脱水3d,MMA包埋,烘箱中恒温1周硬固后,用Leitz 1600锯式切片机切片,取厚度100μm,二甲苯透明后,D.P.X封片,在AH-2 Olympus 万能显微镜下观察。 1.5 定量组织学 采用四川联合大学研制的MIAS-2000型图像分析仪,测量材料-骨界面及材料内部单位测定面积内新骨面积。该系统包括可进行显微摄像的显微镜及与之相连的电子计算机处理硬件和配套的相关软件。每组中各不同材料分别取6张组织学切片(不包括自身修复组),将其置于显微镜下观察,每张切片随机选择4个测定区,通过交互式操作用鼠标定出测定区内新骨的轮廓[5],计算机软件自动分析并测量出相应数据,经过统计学分析,得出最终结果。
责任编辑:姚红祥 |