摘要：目的 探討TCP復(fù)合納米纖維膜的骨修復(fù)作用，為臨床應(yīng)用提供參考。方法 建立兔股骨缺損模型，制備聚乳酸（PLA）納米纖維材料和TCP-PLA復(fù)合納米纖維材料，并植入到骨缺損模型中，并在術(shù)后4w、12w行植入部位CT檢查，觀察骨缺損愈合情況。結(jié)果 隨著時(shí)間的延長，TCP-PLA復(fù)合納米纖維組新骨形成較多，差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），而PLA復(fù)合納米纖維組新骨形成略有增多，差異不顯著無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 TCP-PLA復(fù)合納米纖維組可促進(jìn)兔骨缺損修復(fù)，同時(shí)，新骨長入、組織形成，植入的復(fù)合材料降解、吸收、排出體外，顯示出良好的組織相容性。

關(guān)鍵詞：TCP；納米纖維；骨修復(fù)

當(dāng)前骨組織工程的支架材料主要是可生物陶瓷材料以及可降解的聚合物等。三鈣磷酸鹽（TCP）是生物陶瓷材料的一種，經(jīng)典的快速可吸收材料。近年來支架材料在骨再生及骨組織工程研究中受到高度關(guān)注。其主要原因是當(dāng)骨缺損處填充支架材料后，由于在骨愈合早期往往會(huì)被周圍生長速度快于成骨細(xì)胞的結(jié)締組織細(xì)胞提前長入缺損處，而使得骨填充材料被包裹，從而延緩骨愈合時(shí)間，影響骨修復(fù)質(zhì)量。

1材料制備

采用靜電紡絲法制備[2]成型PLA納米纖維支架以及TCP-PLA復(fù)合納米纖維支架。具體制作步驟如下：①取0.5gPLA-mPEG，溶入10 ml去離子水中，制成濃度為0.05 g/ml溶液，置于攪拌器攪拌均勻。②取0.1660 g氯化鈣，溶入60 ml去離子水中，后加入1 ml①中所配溶液記為A溶液。取0.3548 g Na2HPO4·12H2O，溶入50 ml去離子水中，后加入1ml①中所配溶液記為B溶液。③將A、B溶液置于磁力攪拌器攪拌促進(jìn)固體充分溶解，取10 ml氨水加入B溶，后將A溶液通過蠕動(dòng)泵以20 ml/min加入B溶液，配制溶液過程中B溶液一直在攪拌器上攪拌。④將AB混合溶液，均勻分裝入4支相同的離心管中離心，后水洗、無水酒精洗脫各2次，以丙酮保存。⑤重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到一定量的ACP，取0.3 g ACP從丙酮溶液中分離出，然后加入2.5 mlTHF和2.5 mlDMF，混合，然后加入PLA固體0.3 g，磁力攪拌器攪拌12 h，使其充分溶解均勻，得ACP-PLA靜電紡絲溶液。⑥備好靜電紡絲裝置。用10 ml無菌注射器抽取制好的ACP-PLA靜電紡絲溶液，使用內(nèi)徑為0.2 mm的無菌不銹鋼針頭，裝入WZS-50F6 型雙道微量注射泵，以1 ml/h 的速度，高電壓裝置設(shè)為 15 kV，鋁箔紙上覆蓋無菌紗布，收集 ACP-PLA 復(fù)合納米纖維，并做好標(biāo)記。⑦取0.3 g PLA，加入2.5 ml THF和2.5 ml DMF，混合置于攪拌器攪拌均勻，得到純PLA 靜電紡絲液。 后同步驟⑥制備純PLA靜電紡絲納米纖維材料，并做好標(biāo)記。⑧將收集好的上述ACP-PLA復(fù)合納米纖維和純 PLA 靜電紡絲納米纖維材料，將成型支架用75%醫(yī)用酒精浸泡24 h，消毒，使用前生理鹽水沖洗，放入干燥機(jī)中干燥，一次性保鮮袋真空保存。

2實(shí)驗(yàn)方法

2.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康成年新西蘭大白兔8只，體重在2.8～3.2 kg，均為雌性。

2.2實(shí)驗(yàn)分組 新西蘭大白兔8只，根據(jù)支架材料不同，分為PLA組和TCP-PLA組，每組4只大白兔。

2.3 手術(shù)方法 以3%戊巴比妥鈉30 mg/kg于大白兔耳源靜脈處行靜脈注射麻醉。取右側(cè)臥位固定于手術(shù)臺(tái)上，備皮股骨中下段及膝關(guān)節(jié)周圍區(qū)域并消毒。在兔左大腿外側(cè)做一切口，逐層分離顯露出股骨下端，在股骨外踝處電鉆鉆孔，制作深約8 mm的缺損，操作過程中以生理鹽水沖洗。將備好的支架材料植入骨缺損處，保持材料與骨皮質(zhì)平面平整，縫合。術(shù)后應(yīng)用3 d青霉素，觀察術(shù)后傷口及進(jìn)食情況。

2.4新生骨檢測(cè)及骨量分析 在術(shù)后4w、12w行植入部位CT檢查，觀察骨缺損愈合情況。Micro-CT掃描分析新骨形成效果，計(jì)算新骨形成面積，掃描參數(shù)為分辨率27 μm，旋轉(zhuǎn)角度360°，電壓80 kv，電流80 μA。

2.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

3結(jié)果

所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無1例死亡，全部存活，傷口愈合良好，未見感染癥狀。在術(shù)后4 w、12 w分別行CT影像學(xué)檢測(cè)，TCP-PLA復(fù)合納米纖維組大白兔術(shù)后12 w骨缺損信號(hào)影明顯較4 w增強(qiáng)，提示有骨組織形成；PLA復(fù)合納米纖維組大白兔術(shù)后12 w與4 w的影像學(xué)信號(hào)強(qiáng)度變化不明顯，僅可見部分增強(qiáng)影響，提示有少部分骨組織形成。定量分析，TCP-PLA復(fù)合納米纖維組在術(shù)后4 w、12 w的骨密度分別為（464.72±17.25） mg/cm2、（680.22±21.10）mg/cm2，而PLA納米纖維組為（325.02±12.40）mg/cm2、（340.22±13.44）mg/cm2，隨著時(shí)間的延長，TCP-PLA復(fù)合納米纖維組新骨形成較多，差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），而PLA復(fù)合納米纖維組新骨形成略有增多，差異不顯著無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

4討論

骨組織工程研究中，支架材料的選擇是重要的內(nèi)容之一，有單純支架材料亦有復(fù)合支架材料。TCP是近年發(fā)展較快的一種鈣磷陶瓷，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度和生物可降解性。TCP支架具有交通率較高的微孔，其誘導(dǎo)成骨及血管長入的生物活性較強(qiáng)。還可以根據(jù)待修復(fù)的形狀預(yù)制成型，滿足骨修復(fù)的形態(tài)修復(fù)。而復(fù)合支架材料顧名思義是由兩種或更多種材料共同組成的，例如磷酸鈣-高分子聚合物組成的復(fù)合材料。復(fù)合材料同時(shí)具有多種材料的有點(diǎn)，可以達(dá)到骨組織形成力學(xué)及生理上的更多需求，進(jìn)而提高了復(fù)合材料的力學(xué)特性和生物活性[1-3]。

靜電紡絲技術(shù)是利用高壓電場(chǎng)力使聚合物溶液克服表面張力形成射流，在接收屏上形成纖維的一種技術(shù)。靜電紡絲納米纖維支架是利用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維支架，是目前組織工程材料研究中的熱點(diǎn)，受到眾多專業(yè)人士的關(guān)注。靜電紡絲納米纖維支架類似與天然細(xì)胞外基質(zhì)，可仿生天然細(xì)胞外基質(zhì)，可構(gòu)架三維結(jié)構(gòu)支架材料，具有高孔隙率、高比表面積以及孔隙間互為連通的優(yōu)勢(shì)。靜電紡絲納米纖維支架用于組織修復(fù)，可以促進(jìn)干細(xì)胞分化、骨細(xì)胞的浸潤生長和骨組織形成，進(jìn)而達(dá)到修復(fù)骨缺損。

本文通過靜電紡絲制備TCP復(fù)合納米纖維并研究其骨修復(fù)作用，結(jié)果提示在相同時(shí)間內(nèi)TCP-PLA復(fù)合納米纖維組骨組織形成明顯多于PLA復(fù)合納米纖維組，提示TCP-PLA納米纖維應(yīng)用到骨缺損中，效果更佳，促進(jìn)新骨形成，利于骨修復(fù)。

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編輯/丁一