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本研究是与清华大学材料系合作的国家“863”项目——“胶原基硬组织材料的仿生制备及应用课题”的一个部分。nHAC/PLA材料是清华大学材料系以自组装方法合成纳米羟基磷灰石/胶原复合材料(nano-Hydroxyapatite/collagen,nHAC)的基础上,以高分子聚合物PLA为赋形载体,制备了孔隙率达70%以上的骨框架材料。前期动物实验和初步的临床应用结果表明,nHAC/PLA材料是一种生物相容性较好的骨修复材料。本研究将在此基础上,进一步了解nHAC/PLA材料对超长、超大骨缺损修复的可行性,为临床应用奠定基础。 目的 考察nHAC/PLA材料修复超长、超大骨缺损的潜力及其可行性。即:在大动物(犬)水平,实施修复超长、超大骨缺损的实验(修复犬桡骨中段40mm长骨缺损:实施犬腰椎前路融合,修复12mm×12mm×8mm大小骨缺损),验证修复的可行性。 材料与方法 1、生物力学特性:在常态和浸湿状态下,测试nHAC/PLA材料结构的抗压强度、最大压缩载荷、破坏应力、最大弹性压缩应变、抗扭转刚度和扭转角度等物理量,掌握材料的生物力学特性。 2、犬桡骨缺损模型制备和切口探究:对杂犬前肢进行解剖,了解桡骨局部的组织的配布情况,并对犬桡骨进行测量,以此数据设计制备桡骨固定钢板。模拟手术过程制作犬桡骨40mm骨缺损模型,并检测模型体系强度。 3、犬桡骨40mm骨缺损修复实验:分别以nHAC/PLA材料、复合了rhBMP-2的nHAC/PLA材料以及自体骨填充犬桡骨骨缺损区,术后3个月、6个月和1年时行X线摄片、核素骨扫描、CT三维重建观察。取材行组织学检查,了解骨缺损区内发生的变化情况。 4、犬腰椎前路椎间融合实验:分别以nHAC/PLA材料、复合了rhBMP-2的nHAC/PLA材料以及自体骨填充犬腰6-7椎间缺损区,术后3个月、6个月和1年时行X线摄片检查,取材组织学观查材料内部和缺损区的骨生长情况。