目的:通过显微CT（micro-CT）和组织形态学分析探讨氟化猪骨羟基磷灰石（fluorinated porcine hydroxyapatite，FPHA）修复比格犬下颌种植体颊侧开裂型骨缺损的效果。方法:通过随机数字表法将6只雄性比格犬随机分为两个时间点（骨增量术后4和12周）处理，每个时间点3只。拔除犬下颌双侧第二前磨牙至第二磨牙，术后12周下颌骨每侧制备4个种植窝洞，在窝洞颊侧骨壁制备开裂型骨缺损。将48个缺损位点通过随机数字表法随机分为空白对照组、脱蛋白牛骨基质（deproteinized bovine bone mineral，DBBM）组、猪骨羟基磷灰石（porcine hydroxyapatite，PHA）组和FPHA组（每组每个时间点6个位点）。种植体植入后，在缺损区分别植入相应骨替代材料，空白对照组不放置任何材料，各组均覆盖可吸收胶原膜后无张力缝合创口。分别于骨增量术后4、12周处死动物，获取种植位点标本，通过micro-CT分析获得新生骨体积分数（bone volume fraction，BV/TV）和骨小梁分离度（bone trabecular separation degree，Tb.Sp），进行不脱钙硬组织切片，通过组织形态学分析评价材料对种植体颊侧开裂型骨缺损的修复能力。结果:micro-CT结果显示，术后4周DBBM、PHA与FPHA均能成功维持缺损区牙槽骨外形轮廓，空白对照组缺损区牙槽骨轮廓塌陷；FPHA组BV/TV［（24.77±2.20）%］显著大于PHA组［（16.89±1.70）%］和DBBM组［（15.68±3.15）%］（ P<0.05）；FPHA组Tb.Sp（0.70±0.07）显著小于DBBM组（1.03±0.19）（ P<0.05）。术后12周DBBM、PHA和FPHA组缺损区牙槽骨轮廓维持良好，空白对照组牙槽骨轮廓仍塌陷。DBBM、PHA、FPHA组BV/TV和Tb.Sp差异均无统计学意义（ P>0.05）。组织形态学结果显示，术后4周骨缺损中央区FPHA组材料颗粒周围新生骨含量和成熟度高于PHA和DBBM组，4组骨缺损区均可见新生骨与种植体形成骨结合。术后12周DBBM、PHA和FPHA组材料颗粒被大量成熟的新生骨包绕。 结论:FPHA可在引导骨再生的早期有效促进种植体周骨缺损的修复。

目的 物理混合制备脱细胞骨基质(ACBM)与磷酸钙/硫酸钙(CPC/CS)复合材料,以提升人工骨材料的可塑性并观察其理化特性.方法 选取健康牛股骨干骺端松质骨制备ACBM,以ACBM为主体填充磷酸钙/半水硫酸钙(CPC/CSH),制备复合人工骨支架.设置ACBM占复合材料总体质量的10%、20%和30%3组,分别测量各组力学性能(弹性模量和抗压强度),选取其中最优力学性能组,采用X射线衍射(XRD)分析仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、微量凯氏定氮法和液体置换法进一步分析其理化性能,并与同种异体骨和复合CPC/CSH进行力学性能比较.结果 ①ACBM不同占比复合材料中,20%ACBM复合人工骨材料具有最佳力学性能,能够承受最大应力923.81 N,最大变形4.92 mm,弹性模量(85.91±3.67)MPa,抗压强度(3.34±0.15)MPa,与其他两组相比差异具有统计学意义(P<0.001).XRD显示,复合人工骨材料固化后主要是羟基磷灰石(HA)、CS和二水硫酸钙(CSD)等可吸收物质.扫描和透射电镜观察显示,材料孔径为(496.56±153.37)μm,内部孔隙相互贯通,连通性较好,缺损填充度高.材料蛋白质含量极低.液体置换法测量,孔隙率为(80.7±5.1)%.②力学性能测试,20%ACBM骨材料力学性能优于同种异体骨组和CPC/CSH组,差异有统计学意义(P<0.001).结论 20%ACBM复合人工骨材料具有较高的力学性能和孔隙率,可塑性强.

目的 探索大鼠可吸收羟基磷灰石位点保存牙齿移动后的牙槽骨材料力学性能和牙齿倾斜度变化,为正畸治疗提供指导.方法 6周龄SD大鼠30只,拔除左上第一磨牙后,通过查随机数字表分为3组(每组10只),A组拔牙窝内植入可吸收羟基磷灰石,B组植入Bio-Oss骨粉,C组自然愈合作为对照组.4周后,10g牵引力近中移动左上第二磨牙28天至拔牙窝内.应用显微CT评价加力后牙齿倾斜度,纳米压痕测试骨弹性模量和硬度,并进行统计分析.结果 牙齿移动后,A组的骨材料力学性能最高(P<0.05),牙齿倾斜度最小.结论 可吸收羟基磷灰石位点保存后牙齿移动时,局部牙槽骨的材料力学性能增强,牙齿倾斜度减小.

背景:课题组前期制备出具有良好生物活性的纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸[nano-hydroxyapatite/collagen/poly(L-lactic)acid,nHAC/PLA]复合材料.目的:评估纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料的生物安全性.方法:取含聚乳酸分别为100,150,200 g/L的nHAC/PLA材料,制备浸提液,分别记为nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3.①细胞毒性实验:采用nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液、细胞培养基培养L929细胞,采用MTT比色法评价材料的细胞毒性;②急性全身毒性实验:取C57小鼠(郑州大学动物实验中心提供),尾静脉分别注射nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液与生理盐水,注射后24,48,72 h,观察动物一般情况及体质量变化;③血清毒性实验:取SD大鼠(郑州大学动物实验中心提供),分别胃饲nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液与生理盐水,7 d后,采用酶联免疫法检测大鼠血清中白细胞介素1蛋白水平;④致敏实验:将25只白色豚鼠(郑州大学动物实验中心提供)随机分为5组:实验组采用nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液,阴性对照组采用生理盐水,阳性对照组采用体积分数5％甲醛溶液,经过皮内诱导、局部诱导和激发阶段后24,48,72 h,观察各组激发部位皮肤情况;⑤溶血实验:向nHAC/PLA1、nHAC/PLA2、nHAC/PLA3浸提液、生理盐水、蒸馏水中分别加入兔抗凝血,检测溶血率.实验方案经郑州大学伦理委员会审查批准.结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料的体外细胞毒性为0级,急性全身毒性、血清毒性、致敏性和溶血实验结果均为阴性,表明纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸材料均具有良好的生物安全性.

目的 选用带袢纽扣钢板的聚酯韧带联合羟基磷灰石可吸收螺钉,以悬吊、挤压固定的方式植入于Beagle犬股骨,观察植入物的力学性能变化.方法 选择普通级健康Beagle犬20条,雌、雄性各10条;犬龄12.0～13.0个月,平均犬龄12.8个月;体质量12.0～12.5 kg,平均体质量12.2 kg.以带纽扣钢板聚酯韧带穿过健康Beagle犬股骨,配合羟基磷灰石可吸收螺钉挤压固定于Beagle犬股骨,植入物固定手术完成后12个月末取出,以MTS Acumen电动力学测试系统测量植入物-股骨复合物的力学强度及病理学观察.结果 共有20犬48肢纳入观察;拉力疲劳实验中计36肢在聚酯韧带-骨脱出节点终止,12肢为可吸收螺钉-骨脱出节点终止.最大拉力峰值为937 N,最低为534 N,平均拉力为589 N.植入物病理组织观察可见大量犬纤维组织以编织方式长入聚酯纤维中.结论 聚酯韧带联合羟基磷灰石可吸收螺钉固定Beagle犬股骨后12个月维持了较高的抗疲劳拉力,保证了植入物的力学有效性;这种固定方式可以用在与犬股骨直径相仿、周径较细的管状骨.

目的 从影像学、组织学评估聚柠檬酸复合纳米羟基磷灰石(POC-Click-HA)可吸收螺钉治疗比格犬股骨外髁骨折的适用性及其作用机制.方法 健康成年比格犬9只,制备双侧股骨外髁骨折(AO分型33.B1型)模型.右侧采用POC-click-HA可吸收松质骨螺钉固定,为实验组;左侧采用聚消旋乳酸PDLLA可吸收松质骨螺钉固定,为对照组.术后4周、8周及12周分别取材行Micro-CT扫描及骨组织学染色分析.并体外观察三羧酸循环抑制剂CPI-613和外源性柠檬酸对MC3T3-E1细胞成骨作用的影响.结果 Micro-CT显示术后4周POC-click-HA螺钉与骨组织结合弱于PDLLA螺钉;8周两组螺钉与周围骨组织逐渐整合,差异不明显;12周两组螺钉-骨组织均键合良好,新形成的骨小梁围绕螺钉螺纹生长.组织学染色发现:实验组螺钉周围逐渐形成新生骨,螺钉在降解,有新骨长入;而对照组螺钉周围仍有较多胶原纤维,仅见少量新骨,螺钉毫无降解.细胞培养结果显示加入CPI-613后培养基内内源性柠檬酸显著减少;抑制剂浓度越高,ALP染色阳性细胞形成数量越少;柠檬酸浓度越高,钙结节形成越多.结论 POC-click-HA骨螺钉较PDLLA骨螺钉具有更强骨诱导能力和更快骨降解性,适于治疗比格犬股骨外髁骨折.柠檬酸材料促进骨折愈合的机制可能与促进成骨细胞分化有关.

目的 探讨聚柠檬酸复合纳米羟基磷灰石(POC-Click-HA)制作的新型生物可吸收松质骨螺钉治疗比格犬股骨外髁骨折的生物相容性及生物力学特性.方法 健康成年比格犬9只,雌雄不限,体重8～11 kg,制备双侧股骨外髁骨折(AO分型33.B1型)模型.右侧采用POC-click-HA可吸收松质骨螺钉固定,作为实验组;左侧采用聚消旋乳酸PDLLA可吸收松质骨螺钉固定,作为对照组.术后观察实验动物一般情况,分别于术后4周、8周、12周处死3只动物,取材行大体观察、Lane-Sandhu组织学评分及生物力学分析.结果 实验动物均存活至实验完成.大体观察两组骨折无移位,均于12周愈合,POC-click-HA 组螺钉可见有新生骨组织从螺钉表面向内部生长.术后3个时间点对骨折部位进行Lane-Sandhu组织学评分,两组螺钉之间无统计学差异(P＞0.05).生物力学测试,4周POC-click-HA组钉-骨界面最大载荷低于PDLLA组(P＜0.05),8周和12周两者无显著差异(P＞0.05).结论 POC-click-HA松质骨螺钉具有良好的生物相容性,生物力学性能满足固定比格犬股骨外侧髁B1型骨折.

目的 研究可吸收镁合金螺钉应用于寰枢椎脱位固定的可行性.方法 选用WE43型镁合金,设计4种不同螺纹形式(三角形、矩形、梯形、锯齿形)镁合金螺钉,对螺钉-聚氨酯试验块模型、寰枢椎固定系统模型进行有限元仿真分析,获得模型上的应力分布和位移分布.结果 按照ASTM F543标准对镁合金螺钉进行拔出力仿真分析,三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹螺钉上的应力分别为146.20、185.22,194.98,264.55 MPa,即三角形螺纹螺钉的抗拔出力最大,且应力峰值最小;用三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定可以满足颈部屈伸、旋转、侧倾所需的强度要求;在三角形螺纹螺钉表面喷涂羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层后,螺钉上应力峰值降低了17.16 MPa,涂层上的应力在涂层与基体的结合强度范围内.结论 在相同载荷条件下,三角形螺纹螺钉具有较好的稳定性,抗拔出力性能最佳;使用热处理后的三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定,螺钉强度满足承载要求;在螺钉表面喷涂HA涂层,可优化螺钉的力学性能,并且涂层与螺钉之间有良好的结合强度.