人工小关节面用C/C-SiC复合材料生物相容性及力学性能研究

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目的:评价C/C-SiC复合材料的生物相容性及力学性能,初步探索其作为人工小关节面用过渡涂层材料的可行性。方法:1.细胞毒性试验:将小鼠胚胎成纤维细胞置于不同比率的材料浸提液中培养,并设置阴性对照组和阳性对照组,通过观察各时间点活细胞形态及MTT测定吸光度计算细胞相对增值率,参照细胞毒性试验六级毒性评级标准作毒性评定;2.微核试验:选昆明种小鼠18只,随机分为试验组、阴性对照组和阳性对照组,每组6只(雌雄各半),将各组试液以50ml/kg的剂量注射到小鼠腹腔,连续毒染四次后取股骨骨髓做涂片,通过检出的微核率及嗜多染与正红染红细胞比率评估材料的遗传毒性;3.溶血试验:将兔的抗凝血分别加入到材料浸提液,和设置的阴性对照组与阳性对照组试液中,肉眼观察各组试管中溶血情况,并测离心后试管中上清液吸光度值计算溶血率,评价材料的致溶血性;4.致敏试验:选用30只白化豚鼠,随机分为试验组、阴性对照组和阳性对照组,每组10只(雌雄各半),经过诱导-激发阶段,观察除去敷贴片后24h、48h激发区的皮肤反应情况,评价材料的致敏性。5.抗压、抗弯及摩擦磨损测试:在同一实验条件下将规格相同的C/C-SiC复合材料与C/C复合材料在电子万能试验机上测抗压、抗弯性能,在摩擦磨损试验机上测摩擦磨损性能,并通过最终的结果评价两种材料的力学性能。结果:1.细胞毒性试验:各比率材料浸提液对每一时间点小鼠胚胎成纤维细胞的生长形态无影响,随着生长时间的延长,材料浸提液组的细胞生长数较阴性组更加旺盛,评价材料无细胞毒性;2.微核试验:试验组小鼠微核率为3.00%o,低于两倍阴性组值,各组PCE/NCE(嗜多染红细胞/正红染红细胞)比值范围正常,评价材料无遗传毒性;3.溶血试验:试验组与阴性组离心前上清液呈浑浊红色,试管底部可见红细胞沉积,离心后两组上清液均为无色澄明状,而阳性组离心前后上清液均为红色澄明状,测试各组离心后上清液吸光度值并根据公式计算材料溶血率为0.521%<5%,评价材料无致溶血性;4.致敏试验:试验组在24h有1只皮肤出现1级表现,其余全部正常,而48h所有试验组皮肤全部正常,未见致敏反应表现,评价材料无致敏性;5.抗压、抗弯及摩擦磨损测试:在相同实验条件下,C/C-SiC复合材料较C/C复合材料有更好的抗压、抗弯及耐摩擦磨损性能。结论:C/C-SiC复合材料无细胞毒性、无遗传毒性、无致敏性,不引起组织溶血反应,且抗压、抗弯及耐摩擦磨损等力学性能优越,综合评价该材料具有良好的生物相容性及力学特性,可初步判定其具有作为人工小关节面用过渡涂层材料的潜质。
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