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《第一军医大学》 2001年
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活体内降解性聚乳酸——甲壳素接骨板生物相容性组织学观察实验研究

王斌  
【摘要】: 活体内降解材料作为骨内固定材料,可提高骨伤治愈率,无需二次手术取出, 改变了既往金属等骨内固定材料的传统概念,是骨内固定材料研究的一大突破。 聚乳酸(PLA)在体内能降解为无毒的正常代谢产物——乳酸,随后沿正常生 理代谢途径彻底代谢为水和CO_2而排出体外,它在医学领域中的应用越来越 受到人们的重视。然而随着研究和应用的进一步深入,聚乳酸作为骨折内固定 材料的缺陷也进一步暴露。首先,聚乳酸的机械强度随分子量的上升而增加, 然而,聚乳酸的分子量过大虽然能够满足作为骨折内固定材料的需要,但是其 降解的时间往往较长,由此带来许多负面作用。其次,聚乳酸降解的终产物— —乳酸在局部堆积,由此导致局部组织内的PH值下降,[H~+]刺激局部组织而 发生无菌性炎症,细胞变性、坏死,局部骨质溶解,使骨折愈合延迟。另外, 聚乳酸的生物相容性仍有待于进一步提高,在某些因素的作用下,异物排斥反 应仍较为剧烈。 甲壳素(chitin)亦称甲壳质,是自然界中产量仅次于纤维素的天然多糖,经 脱乙酰化反应转变成甲壳胺。甲壳胺分子中有许多胺基(-NH_2)和羟基(-OH),容 易进行化学修饰和改性,其具有明显碱性、良好的生物相容性和降解性,降解产物为 碱性小分子N-Z酰葡萄糖和氨基葡萄糖在体内不堆积;对人体无毒、无害、无免疫 原性。 聚乳酸中含有大量的羟基(-OH)、羧基(-COOH)等活性基团;而甲壳 素中含有大量的羟基和氨基,两者通过形成氢键、酯键、胺键、离子键等形式 结合。这种结合由于分子内部化学基团的作用,使其机械强度加强,能够达到 骨折内固定材料的需要,而分子量增加不明显。 第一军医大学硕士学位论文 聚乳酸.甲壳素接骨板降解过程中,聚乳酸逐步降解释放出乳酸;甲壳素 释放出碱性小分子,碱性小分子不断与乳酸中和形成相应的盐和水分子,由于 碱性小分子的中和作用,避免了乳酸的局部堆积,消除了由此产生的无菌性炎 症、细胞变性、坏死,局部骨质溶解等不良反应。另一方面,终产物——乳酸 的不断减少,降解反应向聚乳酸降解的方向不断发展,导致聚乳酸降解加速。 另外,甲壳素优异的亲水性加速了水分子扩散渗透进入聚乳酸-甲壳素接骨板 分子的速度,从而加速了聚乳酸-甲壳素接骨板的降解速度。 本研究实组验材料为表面光滑的微黄色聚乳酸-甲壳素接骨板和螺钉 (3.OCm X 0.SCm X 0.3Cm;Q=0.ZCm),其分子量为 25 万;弯曲强度为 Z10:MPa;切剪强度为 160 Npa;弯曲模量SGpa。对照组材料为无色、表面光 滑的聚乳酸接骨板和螺钉u刀CmXO.SCmXO.3Cm;O=0.ZCm人两种材料均 由中山大学高分子研究所合成、制作。 以新西兰大白兔为实验模型,用又5%戊巴比妥钠按1刀灿烛耳静脉注射 麻醉,麻醉显效后,将实验动物兔固定于手术台上,随后脱毛、备皮,常规消 毒、铺手术巾。沿股骨纵轴切开皮肤、皮下,分离肌肉组织暴露5刀CmXZ.SCm 的股骨骨面,切开、剥离骨膜,用电钻钻2个骨孔,按预先分组用相应的螺钉 固定接骨板。确切止血、彻底冲洗,确保术区内无毛发、滑石粉等异物存在。 随后分层对位严密缝合伤口。分别于术后2周、4周、6周、8周、10周、12 周处死实验组与对照组动物各一只,按预定分组取材,制作光镜观察软组织及 骨组织切片;透射电镜观察超薄切片。 通过成骨细胞的体外培养,考察聚乳酸-甲壳素接骨板与成骨细胞间的相 互作用关系。 实验结果如下:实验组与对照组均在术后2~4周形成包膜,实验组包膜 变薄的时间要早于对照组。术后8周对照组1例发生无菌性骨髓炎,植入件移 位,其周围纤维结缔组织包膜粗厚,部分骨皮质溶解,细茵培养阴性。术后4 一 第一军医大学硕士学位论文 周实验组植入件出现边缘变钝、表面粗糙;颜色变为浅黄色等降解征象;而对 照组植入件变化不明显。术后10周实验组植入件降解为大小不等的团块或颗 粒;而对照组植入件形态仍完整,仅色泽、质地发生改变。 实验组与对照组植入体内后的早期反应符合异物植入机体的一般反应。 首先是渗出性炎症反应、肉芽组织形成,随后形成纤维包膜。4周内实验组与 对照组包膜、炎细胞浸润成分等情况未见明显差异,而每10个高倍视野的淋 巴细胞记数均值比较无显著性差异(P>0.05),提示实验组与对照组早期炎症 反应程度基本一致。而术后6周以后高倍视野的淋巴细胞记数均值比较存在显 著性差异(P<0.05),其中8周组因对照组发生无菌性骨髓炎,两组淋巴细胞 记数均值著性差异进一步增加(P<0刀1)。从术后8周起实验组软组织界面纤 维结缔组织开始退化,表现为毛细血管密度降低,成纤维细胞数目相对减少, 胶原纤维组织内部出现不规则断裂。骨组织界面术后8周包绕实验组植入件的 纤维结缔组织膜出现骨化现象,可见部分成骨样组织,并有少许新骨形成。术 后10周实验组骨组织界骨化现象进一步显著,新骨形成显著增多。术后12周 实验组可见大量新生骨形成,缺损部分己骨性修复,局部区域出现骨
【学位授予单位】:第一军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:R318.08

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李毅;聚乳酸-甲壳素接骨板的体外细胞毒性研究[D];第一军医大学;2004年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 裴香玲;余四九;岳海宁;;恩诺沙星生物可降解聚合物聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯的体内外降解和释药实验研究(简报)[A];中国畜牧兽医学会小动物医学分会第四次学术研讨会、中国畜牧兽医学会兽医外科学分会第十六次学术研讨会论文集(2)[C];2009年
5 闵光宁;孟灵;王奋刚;朱劲松;曹超国;;大蒜素妇炎栓制备工艺研究[A];2012年全国医院药学学术年会暨第72届世界药学大会卫星会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 王大新;壳多糖支架对兔颈动脉球囊损伤后再狭窄的作用及其机制的实验研究[D];第二军医大学;2001年
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4 吕宏;体内自降解防硬膜外粘连及其复合药物缓释膜的研究[D];第二军医大学;2002年
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6 李晓声;控释抗生素微囊治疗慢性骨髓炎的实验研究[D];中南大学;2003年
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8 罗彦凤;聚(DL—乳酸)的改性及体外降解和细胞相容性研究[D];重庆大学;2003年
9 郝勇;可降解椎间融合器的动物实验研究[D];第三军医大学;2003年
10 侯宇川;新型可生物降解材料输尿管支架的研制[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 刘晓菲;壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2011年
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10 陈向标;PCL/PVP共混物的制备及性能研究[D];五邑大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 漆婷;纳米Ni-Zn铁氧体材料的制备及其生物效应[D];电子科技大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 阮狄克,沈根标,何风春,周勇,王万明,丁勇,袁存华,张志培,王勤,路岩,张娟;可吸收聚乳酸接骨板的动物实验初步报道[J];生物医学工程学杂志;1995年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 迟桂英本报记者 明晓;打造全国最大的甲壳素研发生产基地[N];大连日报;2007年
3 通讯员  陈世撑 郑佳洁 记者  金志良;海正聚乳酸项目列入国家高技术产业化专项[N];台州日报;2006年
4 王秀兰;日本恒和推出甲壳素涂料[N];中国化工报;2004年
5 记者 李松 通讯员 翟永刚;甲壳素让枣树生“金”[N];河北经济日报;2010年
6 王洪康;玉米塑料——“白色污染”终结者[N];中国矿业报;2006年
7 侯雪林;甲壳素为人类健康服务[N];大众科技报;2006年
8 王日森;新材料聚乳酸登台高交会引人注目[N];科技日报;2006年
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6 刘英豪;聚乳酸中间体丙交酯制备工艺的初步探索研究[D];南京理工大学;2004年
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