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二氧化锆梯度复合羟基磷灰石的生物相容性研究

BIOCOMPATIBILITY OF GRADED ZIRCONIA-HYDROXYAPATITE COMPOSITE

摘要:

目的评价自制的新型骨科生物复合材料--二氧化锆(Zirconia,ZrO2)梯度复合羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)的生物相容性和安全性.方法用化学沉淀法制备ZrO2超细粉和HA粉体后,采用干铺-烧结法制备ZrO2梯度复合HA的新型生物复合材料,分别行以下实验:①小鼠急性毒性实验分2组(n=10),分别按50 g/kg注射材料浸提液和生理盐水,观察小鼠毒性表现、死亡数和体重变化.②建立L929细胞生长代谢标准曲线.③细胞毒性实验分3组:材料组(材料浸提液)、阳性对照组(0.64%苯酚的培养液)和阴性对照组(RPMI-1640培养液),分别与细胞悬液培养,行细胞形态学观察和相对增殖率(relative proliferation rate,RGR)计算及毒性分级.④体外溶血实验分3组,分别取10 ml材料浸提液、灭菌蒸馏水(阳性对照组)和0.9%生理盐水(阴性对照组),各加入抗凝稀释新鲜兔血0.2 ml,测定溶血率.⑤骨和肌肉内植入实验分4组(n=3),分别于双侧臀部肌肉和股骨外髁处植入生物复合材料,于术后3、6、12和24周处死动物,分别作组织切片和电镜扫描.结果①全身急性毒性实验:3周内小鼠无死亡;3 d内各组动物未见中毒症状或不良反应;材料组体重增长3.57±0.49 g,对照组为3.62±0.61 g,差异无统计学意义(P>0.05).②L929细胞生长代谢标准曲线表明,L929细胞接种量与细胞的增殖代谢率在接种细胞数为1~8×103个/孔范围内呈正直线相关.③细胞毒性实验:阳性对照组细胞体变小成圆形,核固缩,贴壁细胞聚集成团,毒性级为Ⅳ级;材料组和阴性对照组细胞形态正常,数量增多,毒性级分别为Ⅰ级和0级;MTT比色法检测,阳性对照组明显低于材料组和阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.01);阴性对照组与材料组间差异无统计学意义(P>0.05).④溶血实验:阴性对照组的体外溶血率为0,阳性对照组体外溶血率为100%,而材料组的体外溶血率为1.66%,符合ISO规定的溶血率<5%的标准.⑤兔肌肉和骨内植入实验:植入体内后,无明显异物反应;材料与受体骨发生牢固的生物键合,具有良好的骨诱导作用.结论ZrO2梯度复合HA生物复合材料具有良好的生物相容性,适合作为生物骨科材料.

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