珍珠层可降解人工骨的生物相容性及其在脊柱融合中的应用

【摘要】： 目的： 1．探讨天然生物材料珍珠层作为体内植入材料的生物安全性。 2．阐明珍珠层与聚乳酸复合后形成的人工骨材料在体外培养环境中对成骨细胞生物学行为的影响。 3．研究珍珠层复合人工骨在脊柱横突间融合模型中的成骨和降解机理。 方法： 1．在体外培养的第三代成骨细胞中分别加入珍珠层(实验组)、橡胶(对照组)的材料浸提液，观察细胞形态、细胞膜和超微结构的变化；通过BrdU核掺入法检测细胞增殖情况、通过MTT法检测成骨细胞代谢活性。 2．将珍珠层复合人工骨浸提液作为实验组，对照组单纯加细胞培养液，与成骨细胞复合培养后通过中性红法检测成骨细胞活性；考马斯亮蓝测定细胞蛋白含量；金氏比色法检测细胞碱性磷酸酶活性。 3．将珍珠层复合人工骨与人成骨细胞体外复合培养，采用倒置相差显微镜、扫描电镜、透射电镜及荧光显微镜检测，观察人成骨细胞在珍珠层复合人工骨上的粘附能力和生物学行为。 4．将珍珠层复合人工骨(实验组)、聚乳酸(对照组)与人成骨细胞共同培养，观察细胞形态、细胞活性、碱性磷酸酶(ALP)活性和基质钙化情况。 5．在犬L4-5横突间植入珍珠层复合人工骨，L2-3横突去除骨皮质作为对照组，术后6、12、18周处死，取出相关组织作影像学、扫描电镜、组织学检测，观察骨组织生长情况。 结果: 1.实验组细胞形态及细胞结构良好、细胞膜完整;对照组中细胞形态发 生改变，细胞膜及胞浆内细胞器均有破坏;BrdU及价T检测结果显 示珍珠层对人成骨细胞的增殖和代谢活性无阻滞作用。 2.实验组中培养的成骨细胞在细胞活性、蛋白质含量、碱性磷酸酶活性 等指标与对照组相比较差异无显著性。 3.珍珠层复合人工骨与人成骨细胞体外复合培养5天后，细胞通过伪足 贴附于人工骨表面。透射电镜下成骨细胞形态正常，胞浆内有丰富的 粗面内质网和线粒体，并可观察到细胞之间形成的连接。 4.实验组在细胞形态、细胞活性等指标与对照组相比差异无显著性;实 验组在培养7天及14天后ALP阳性细胞数多于对照组;培养21天后 实验组钙化结节数量和面积明显多于对照组。 5.珍珠层复合人工骨植入体内后，材料逐渐降解而被骨组织替代。新生 骨组织通过材料本身以及聚乳酸降解后形成的孔隙长入人工骨材料 中，人工骨材料与横突交界处18周时基本融合，横突间的材料被大 量新生的编织骨及类骨样物质替代。 结论: 1.珍珠层具有良好的生物相容性，可作为骨替代材料应用于骨缺损修 复。 2.珍珠层复合人工骨材料对成骨细胞未产生毒性反应。 3.珍珠层复合人工骨材料有利于成骨细胞的粘附、增殖和分化。 4.珍珠层复合人工骨可促进成骨细胞的体外成骨能力。 5.珍珠层复合人工骨在体内可降解并具有良好的骨传导作用。 6.珍珠层复合人工骨植入体内后吸附周围的蛋白等物质形成纤维网状 结构并促使其钙化，我们称之为骨(钙盐)沉积作用。