摘要：背景:传统的羟基磷灰石强度低、孔隙度小、骨诱导性和传导性较差。因此,人们采用各种方法制备羟基磷灰石生物复合材料,以改进其性能。目的:观察丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料对骨髓间充质干细胞生物特性的影响,并与常用的胶原海绵相比较。设计、时间及地点:重复测量观察及多样本观察实验,于2007-01/2008-06在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:丝素蛋白/羟基磷灰石纳米材料由苏州大学材料学院李明忠教授研制提供,胶原海绵购买于上海其胜公司。方法:取SD大鼠股骨和胫骨分离提取骨髓间充质干细胞,进行培养,传代。取第3代骨髓间充质干细胞分别接种到丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料及三维胶原海绵材料上进行共培养。未加材料,单独培养细胞,作为空白对照组。主要观察指标:应用倒置显微镜观察细胞生长情况;在培养第2,4,6,8天用MTT法测定细胞增殖情况及测定碱性磷酸酶活性。结果:①倒置显微镜显示骨髓间充质干细胞能在两种材料上良好地黏附、增殖和生长。②MTT法检测显示两种材料上的细胞增殖明显,碱性磷酸酶活性随培养时间延长而增加,均高于空白对照组。结论:丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料显示出良好的生物相容性,并能促进细胞生长分化,其有望成为胶原组织工程支架材料很好的补充和替代。

摘要：背景:目前椎体成形中常用的充填剂聚甲基丙烯酸甲酯因其过高的强度会引起临近节段骨折,新型材料磷酸钙骨水泥具有骨传导性,但其在体内的生物力学情况尚不明确。目的:模拟骨质疏松性骨折椎体的力学环境,观察磷酸钙骨水泥填充后椎体的力学变化情况,评价其在椎体成形中的适用性。设计、时间及地点:随机对照,动物体内生物力学实验,于2007-02/12在苏州大学实验动物中心完成。材料:成年雌性山羊12只,双侧去卵巢法制备骨量减少动物模型。方法:以直径4.0mm钻头横向钻通模型山羊L2～5腰椎椎体双侧皮质,两两随机向骨缺损内注入磷酸钙骨水泥或聚甲基丙烯酸甲酯,以L1和L6椎体为对照组。主要观察指标:生物力学测试仪测试术后2,6,12,24周各组椎体的强度和刚度。结果:磷酸钙骨水泥组椎体强度从2周起逐渐增强,在24周时最强,各时间点与对照组相当,但均低于聚甲基丙烯酸甲酯组。磷酸钙骨水泥组椎体刚度从2周开始下降,12周达到最低,24周时上升,但各时间点间无统计学差异(P=0.265);聚甲基丙烯酸甲酯组刚度2～24周也无明显降低(P=0.815);各时间点2组间比较无明显差异(P>0.05),但都低于对照组。结论:磷酸钙骨水泥填充后椎体具有更合适的生物力学强度,有望替代聚甲基丙烯酸甲酯在椎体成形中应用。

摘要：背景：高分子材料对磷酸钙骨水泥力学性能的增强作用已得到了一定的证实，但往往会同时减弱复合材料的注射性能，影响复合材料的临床应用。目的：将丝素蛋白加入磷酸钙骨水泥固相粉末中，观察其对骨水泥抗压强度和注射性的影响。设计、时间及地点：对照实验，于2007—09／12在苏州大学分析测试中心实验室完成。材料：磷酸钙骨水泥购自上海瑞邦生物材料有限公司，丝素蛋白为苏州大学材料工程学院自行合成。方法：按5，10，15，20，25，30g／L的丝素蛋白质量比例，用自制的粉末搅拌器将丝素蛋白粉末和骨水泥固相粉末混合均匀，依次设为6个实验组，以单纯磷酸钙骨水泥为对照组，液固比均为0．4mL／g。主要观察指标：测定丝素蛋白，磷酸钙骨水泥复合材料的抗压强度、注射系数，应用扫描电镜观察试件断裂面的微观结构特征。结果：随着丝素蛋白质量比例增加，磷酸钙骨水泥的抗压强度呈现先上升后下降的趋势，当丝素蛋白质量比例为1％～2．5％时，抗压强度显著高于对照组（P〈0．05）。注射系数随着丝素蛋白质量比例增加而逐渐下降，当丝索蛋白质量比例为1．5％～3％时，注射系数显著低于对照组（P〈0．05）。扫描电镜发现，丝素蛋白呈网状，贯穿于磷酸钙水泥晶体间，并将磷酸钙水泥晶体紧密连接。结论：丝素蛋白能在不明显影响注射操作的情况下，显著提高丝素蛋白，磷酸钙骨水泥复合材料的抗压强度。

摘要：背景：羟基磷灰石降解缓慢、脆性大，而丝素蛋白机械强度差，将两者复合，可能克服单个材料的缺点。目的：测试不同规格丝素蛋白／羟基磷灰石（silk fibroin／hydroxyapatite，SF／HA）复合材料的吸水率和体内降解速率，为进一步的成骨实验提供依据。设计、时间及地点：随机对照的体内及体外实验，于2006-09／2007-06在苏州大学附属第一医院骨科研究所实验室完成。材料：4种规格SF／HA—1、SF／HA-2、SF／HA-3、SF／HA-4及普通羟基磷灰石，各材料的差别主要是丝素蛋白与羟基磷灰石组成比、致孔剂量及添加剂量不同。方法：测定4种SF／HA复合材料和羟基磷灰石在0．5，2，6，12及24h不同时间点的吸水率。将4种SF／HA复合材料植入SD大鼠背部皮下，进行体内降解观察，以羟基磷灰石为对照组。主要观察指标：各材料的吸水率；大体及组织学检查观察材料植入SD大鼠背部后不同时间点的降解情况。结果：各材料吸水率趋势为SF／HA-3和SF/HA-4〉SF/HA-2及SF／HA-1〉羟基磷灰石；同一材料吸水率随时间延长变化不明显。羟基磷灰石、SF／HA-1及SF／HA-2降解十分缓慢或基本不能降解：SF／HA-3于20-24周降解完毕；SF／HA-4于12～16周降解完毕；各种材料周围组织未见明显变性坏死等。结论：丝素蛋白能改善羟基磷灰石的理化性能，并可调控SF／HA的降解速率，SF／HA复合材料具有良好的组织相容性，有望成为一种新的骨修复替代材料。

摘要：背景:已有的研究证实在磷酸钙骨水泥中添加适量的丝素蛋白能增加其抗压强度同时仍保持其可注射性,但制备的丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料是否仍具良好的生物相容性尚不确切。目的:将人骨髓间充质干细胞与丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料共培养,评价该材料的细胞相容性。设计、时间及地点:对比观察体外实验,于2007-09/2008-03在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。材料:磷酸钙骨水泥由上海瑞邦公司提供。丝素蛋白由苏州大学材料学院提供。方法:应用密度梯度离心法分离人骨髓间充质干细胞,条件培养基优化分离培养。浸提法制备丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料及磷酸钙骨水泥的浸提液。用MTT法测定丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养人骨髓间充质干细胞的活力,绘制生长曲线、计算第1,3,5,7天的相对增殖率并进行毒性分级;流式细胞仪检测丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养第4天的人骨髓间充质干细胞的细胞周期及倍体情况;扫描电镜观察丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料与人骨髓间充质干细胞共培养后第1,3,5,7天细胞的黏附及增殖情况。主要观察指标:①细胞毒性分级。②细胞周期。③细胞黏附、增殖情况。结果:丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养的人骨髓间充质干细胞具有良好的活力,其毒性分级均为0或1级;流式细胞仪检测见两组细胞均为二倍体细胞,未见异倍体细胞,两组G0/G1期、S期、G2/M期及细胞增殖指数差异无显著性意义(P>0.05);扫描电镜见人骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料上能黏附、生长,并随时间的推移材料表面的细胞数呈增长趋势。结论:人骨髓间充质干细胞与丝素蛋白/磷酸钙骨水泥具有良好的体外细胞相容性。