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目的通过在β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)中引入镁离子制备掺镁透钙磷石,检测其理化性能。比较各组骨水泥在兔桡骨骨缺损的成骨效果,探讨掺镁透钙磷石骨水泥作为修复骨缺损材料的可行性,为临床应用提供相应的理论依据。方法磷酸氢钙二水合物(Ca HPO4·2H2O)和碳酸钙(Ca CO3)烧结制备β-TCP,按Mg/(Mg+Ca)摩尔百分比为6.67%、26.67%加入三水合磷酸氢镁(Mg HPO4·3H2O)制备掺镁磷酸三钙(β-TCMP)。β-TCP、β-TCMP分别和一水磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2·H2O,Monocalcium phosphate monohydrate,MCPM)反应制备透钙磷石和掺镁透钙磷石。用X线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、电子能谱分析(Energy dispersive X-ray,EDX)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、万能材料实验机以及溶血实验对骨水泥的物相、成分、形态结构、抗压强度以及骨水泥的生物安全性进行分析。健康家兔81只随机分为正常组36只、骨质疏松组36只、骨质疏松空白对照组(假手术组)9只。骨质疏松造模成功后,正常组和骨质疏松组再分别随机分为空白对照组、透钙磷石组、掺镁6.67%透钙磷石组和掺镁26.67%透钙磷石组,每组9只。所有动物均建立双侧桡骨长15mm骨缺损,空白对照组缺损处不充填任何材料,其余实验组分别充填相应的骨水泥。分别于术后4、8、12周处死每组家兔各3只,通过X线观察缺损区影像学变化,免疫组化观察骨形态发生蛋白-2(Bone morphogenetic protein-2,BMP-2)在缺损区的表达与分布,用Image-Pro Plus6.0软件测量BMP-2的平均光密度值(MOD值),各组间进行两两比较,统计学分析。结果1 XRD和EDX结果显示Mg2+成功替代β-TCP和透钙磷石中的Ca2+,XRD显示掺入镁之后透钙磷石的主衍射峰向大角度偏移;扫描电镜显示透钙磷石为不规则的片层状和板状晶体,掺镁透钙磷石多为团块状,晶体之间有大小不等的孔隙;掺入镁之后,透钙磷石的抗压强度随镁掺入的量呈下降趋势;溶血实验显示骨水泥溶血率均小于5%,不会引起溶血。2动物实验结果显示,掺镁透钙磷石溶解速度较透钙磷石快,骨缺损修复时间较透钙磷石组短。正常家兔和骨质疏松家兔的空白组12周时仍有大面积缺损;正常家兔掺镁透钙磷石骨水泥组8周时骨缺损基本愈合,透钙磷石组骨缺损12周时才愈合;骨质疏松家兔掺镁6.67%、26.67%透钙磷石组12周骨缺损基本修复完成,透钙磷石12周时骨缺损未完全修复,缺损处呈凹形,骨缺损愈合明显延迟。3免疫组化显示4周时BMP-2表达量最高,成骨细胞增殖活跃,8周、12周逐渐下降;4周、8周时各组间比较,P<0.05,差异具有统计学意义;4周、8周时正常家兔和骨质疏松家兔相对应组间比较,P<0.05,差异具有统计学意义。结论1本实验验证了在高温烧制过程中向β-TCP中掺入三水合磷酸氢镁,能成功将Mg2+引入透钙磷石骨水泥。2掺镁6.67%、26.67%透钙磷石可在兔桡骨缺损修复早期促进BMP-2的表达。3掺镁6.67%、26.67%透钙磷石能明显缩短兔桡骨骨缺损的修复时间,促进骨质疏松骨缺损的愈合,掺镁6.67%透钙磷石效果更显著。