磷酸镁骨粘合剂的生物安全性研究-外科学(骨科)专业毕业论文.docxVIP

中文摘要 中文摘要 博士学位论文 磷酸镁骨粘合剂的生物安全性研究 捅 要 背景： 创伤、肿瘤、手术以及骨折不愈合等原因常常造成骨质的缺失，成骨细胞 难以爬过间隙而不能发生正常的愈合过程，最后形成骨不连。人体自身的自体骨 具有良好的骨诱导作用，然而受到同种骨和异种骨来源供应的限制。同种异体骨 存在传播疾病的危险和发生免疫排斥反应的可能，临床应用受到一定的限制。使 用聚甲基丙烯酸甲酯(p01ymethylmethacrylate，PMMA)骨水泥通过增强内固定 物周围的松质骨达到强化内固定的目的。但是，由于PMMA固化时放热，不能被机 体吸收和重塑，阻碍骨折愈合，这些缺点，大大限制了其临床应用的范围。近年 来，以磷酸钙为代表的无机人工骨替代材料的研发得到很大发展。 华东理工大学刘昌胜教授及其合作者在上海市科委重点项目(98JC 14015) 资助下，研制成功了可吸收的新型无机骨水泥即磷酸镁骨水泥(Magnesium Phosphate Cement，MPC)。通过成果鉴定(沪科鉴02 G00182)研究水平达到国 际先进，并已获得专利。专利授权号为Z9；PTC国际专利： PTC／CNO I／00282。 在市科委的资助下(2003年9月至2006年9月，面上项目，编号为： 034119904)，经初步研究显示：MPC粘结强度明显大于传统的磷酸钙骨水泥，可 以对细小非负重区域的骨折片能直接进行粘合；材料同周围骨质紧密结合，界面 处未出现明显的炎性细胞聚集和纤维膜，未引起异物反应，无内脏毒性，经过初 步实验研究结果是满意的。 体内植入材料后，该材料及其代谢产物是否对周围组织细胞产生影响，是否 有遗传毒性、致癌性和生殖毒性，特别是对成骨细胞的增殖和分化速度产生影响， 以及是否对周围组织的细胞产生致突变的作用也有待于进一步研究。此外其在活 体内是否会激活细胞炎性因子，引发免疫反应异常，目前还没有确切数据，这也 将是研究的一个内容。 目的： 磷酸镁骨粘合剂自研发以来，经初步研究显示其粘结强度明显大于传统的磷 酸钙骨水泥，可以对细小非负重区域的骨折片能直接进行粘合；材料同周围骨质 紧密结合，界面处未出现明显的炎性细胞聚集和纤维膜，未引起异物反应，无内 中文摘要 中文摘要 博士学位论文 脏毒性。所以MPC的生物学特性，经过初步实验研究结果是满意的。但对于植入 新材料，本课题将研究该材料及其代谢产物是否对周围组织细胞产生影响，特别 是对成骨细胞的增殖和分化速度产生影响，是否对周围组织的细胞产生致突变的 作用，在活体内是否会激活细胞炎性因子，引发免疫反应异常，符合生物安全性 的要求，检测其生物相容性是否良好。 方法： 根据研究目的，本课题分成三个部分。 1遗传毒性试验： (1)Ames试验：将磷酸镁骨粘合剂制备浸提液，采用鼠伤寒沙门氏菌回复 突变试验(Ames试验)，取以生理盐水为阴性对照，取特定阳性物为阳性组，在 添加大鼠肝脏微粒体酶S9的情况和不添加S9的情况下，测试各个组对各种鼠伤 寒沙门菌(TAl00、TAl02、TA97 and TA98)的致突变比值(MR)。致突变比值 (MR)=实验组回变菌落数(Rt)／阴性对照组回变菌落数(Rc)，将突变比值做 统计分析，观察MPC浸提液对菌株有无回复突变影响。 (2)程序外DNA合成试验：取人的外周全血，取不同浓度的MPC浸提液做 试验，生理盐水作为阴性对照组，硫酸镍为特定阳性组，RPMI 1640细胞培养液 内加入羟基脲和aH-TdR，共同培养后，震荡，终止反应后，收集细胞，洗涤、固 定、脱水；加入闪烁液，计数仪上做放射性测量。测试结果用每分钟放射计数 (cpm)代表DNA合成。 (3)微核试验：取健康成熟昆明雄性小鼠分成三组，不同浓度的MPC浸提 液作为试验组，生理盐水为阴性对照组，环磷酰胺为阳性组，在小鼠腹腔内定期 注射，间隔24小时，分四次给药法。提取骨髓腔内嗜多染红细胞(PCG)，涂片、 固定、染色、显微镜下计数微核、计算出现微核的百分比。 2体外细胞毒性试验： (1)四唑盐比色试验：简称MTT试验。取第三代小鼠成骨细胞(0B)，制成 细胞悬液，不同浓度的MPC浸提液为试验组，普通细胞培养液为正常对照组，观 察1天、3天、5天后终止，加入MTT和二甲基亚砜(DMSO)，用酶联免疫检测仪 于570 nm处测定吸光度(0D)值，计算细胞相对增殖率(RGR)，并分级细胞毒性． (2)碱性磷酸酶(ALP)测定试验：取第三代小鼠成骨细胞，制成细胞悬液， 不同浓度的MPC浸提液为试验组，酚标准液作为标准组，双蒸水作为空白组，普 通的IO％DMEM细胞培养液作为阴性对照组。培养观察l、3、5天后终止，用碱性 磷酸酶试剂盒检测后，用酶联免疫检测仪在510nm波长下测定光吸收值，