不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损

Repair effect of different hydroxyapatite/beta-tricalcium phosphate coated scaffolds on bone defects

宋美玲; 李征宇; 艾子政5; 李京娜; 曾庆丰; 韩倩倩; 董谢平

2023

中国组织工程研究   Impact Factor & Quartile

2095-4344

背景:羟基磷灰石/β-磷酸三钙双相磷酸钙陶瓷具有良好的生物相容性与骨传导能力,可以作为涂层材料联合用于超临界骨缺损修复,但羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层的最佳质量比目前尚无明确报道.目的:在兔桡骨超临界骨缺损部位植入不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层多孔生物陶瓷支架,评估其修复作用,以期获得最佳的涂层比例.方法:采用3D打印技术制备羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,并在其表面使用不同比例的羟基磷灰石与β-磷酸三钙(二者质量比分别为3:7,5:5,7:3)进行涂层处理,然后对支架的细胞毒性、孔隙率、力学强度、涂层厚度等参数进行测试.在36只新西兰大白兔右前肢建立15.0 mm兔桡骨超临界骨缺损模型,随机分4组处理,每组9只:空白组不植入任何材料,3:7涂层组、5:5涂层组、7:3涂层组分别植入对应质量比例涂层的羟基磷灰石多孔生物陶瓷支架,术后4,8,12周,分别进行X射线片及Micro-CT检查、Van-Gieson染色、苏木精-伊红染色及Ⅰ型胶原蛋白免疫组织化学分析.结果 与结论:①3:7、5:5、7:3涂层支架的细胞毒性均为0级,涂层厚度为(75.2±0.54)μm,孔隙率分别为(54.02±5.17)％,(53.28±5.05)％,(52.82±4.55)％,抗压强度分别为(11.15±0.72),(11.18±0.78),(10.24±0.70)MPa;②X射线与Micro-CT检查结果显示,随着时间的增加,各组骨缺损有不同程度的修复,至术后12周时,3:7涂层组骨缺损修复效果最佳,该组材料内部的骨长入体积与材料外表面的新生骨体积最多;③Van-Gieson染色与苏木精-伊红染色显示,术后12周时,3:7涂层组骨缺损区及支架内部均有新骨形成,且新生骨组织最多、新生骨结构最为致密;免疫组织化学分析显示,术后12周时,3:7涂层组Ⅰ型胶原蛋白表达高于其他两组;④结果表明,3:7涂层组对兔桡骨超临界骨缺损的修复效果最佳,骨支架涂层羟基磷灰石与β-磷酸三钙的最佳质量比为3:7.

骨修复 骨缺损 3D生物打印支架 羟基磷灰石 β-磷酸三钙 生物陶瓷 组织工程

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81860384:国家自然科学基金 ; 2019SF-229:陕西省重点研发计划一般项目 ; 2020yb02:西安市卫生健康委员会科研项目 ; xzy012020052:西安交通大学基本科研业务费自由探索与创新-教师类项目

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xdkf202330011

1.江西省人民医院骨科,江西省南昌市 330006
2.江西中医药大学研究生院,江西省南昌市 330004
3.西安市中心医院,陕西省西安市710003
4.点云生物(杭州)有限公司,浙江省杭州市 310018
5.南昌市第四医院,江西省南昌市 330104
6.迈海材料基因组国际研究院,河北省廊坊市 065500
7.中国食品药品检定研究院,北京市 102600
8.南昌大学医学院,江西省南昌市 330006
9.江西省卫生健康数字骨科重点实验室,江西省南昌市 330006
10.南方科技大学医院南方科技大学粤港澳智能与数字外科创新中心,广东省深圳市 518000

宋美玲,李征宇,艾子政,等. 不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损[J]. 中国组织工程研究,2023,27(30):4809-4816.

宋美玲.,李征宇.,艾子政.,李京娜.,曾庆丰.,...&董谢平.(2023).不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损.中国组织工程研究,27(30),4809-4816.

宋美玲,et al."不同比例羟基磷灰石/β-磷酸三钙涂层支架修复骨缺损".中国组织工程研究 27.30(2023):4809-4816.