可注射PPF/β-TCP复合骨修复材料的制备与性能研究

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随着老龄化社会的加速到来,适于微创治疗的可注射骨修复材料的临床需求巨大。目前临床广泛使用的可注射材料聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)尚存在诸多问题。聚富马酸丙二醇酯(PPF)是主链上带有碳碳双键的线性聚酯,一定条件下能够室温固化,并能降解为具备生物相容性的小分子富马酸和丙二醇排出体外,是一种有临床应用潜力的可注射骨修复材料。本文围绕PPF基材料,研究了PPF的合成、交联方法及其与性能的关系;引入具有骨传导性和降解性的β-磷酸三钙(β-TCP),制备了可注射PPF/β-TCP复合骨水泥;在此基础上通过动物实验对其进行了骨修复效果评价,并得到以下结果:  (1)PPF的合成及交联特性研究。通过两步法制得了PPF,优化合成方案,并通过GPC、FTIR和NMR表征了材料的组成和结构。研究了该体系的交联特性,考察了交联剂、引发剂、促进剂等各参数对性能的影响,得到优化的交联配方。  (2)PPF/β-TCP可注射骨水泥的制备及性能研究。考察了TCP/PPF比例对复合骨水泥性能的影响。结果显示,0.3g TCP/1g PPF为最佳比例,部分性能优于商业化的PMMA骨水泥,并且具有良好的生物活性和可降解性,12周体外失重13.5%。  (3)PPF/β-TCP骨水泥生物相容性及骨修复动物实验评价。通过兔股骨踝部植入实验,利用影像学和组织学方法考察了材料的成骨效果。结果表明,PMMA植入12周未见降解和新生骨;致密的PPF/TCP复合骨水泥12周时材料少量降解并伴有少量新生骨;PPF/TCP多孔支架随着时间延长逐渐降解,有大量新骨生成;负载BMP-2的支架成骨效果更为显著。结果表明,PPF/TCP是具有生物相容性、体内降解性和一定成骨活性的可注射生物材料,其多孔支架亦可作为BMP-2的载体用于骨修复。
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