因牙周病导致的牙周组织缺损修复再生难度很大，牙槽骨、牙骨质和牙周膜的完全功能性再生一直是牙周病学的研究热点。传统的牙周治疗只能部分恢复牙周组织，近年发展起来的引导组织再生技术(GuidedTissueRegeneration，GTR)可使牙周组织获得一定程度的再生，但总体而言，尚不能达到牙周组织的完全再生。将组织工程(TissueEngineering，TE)原理与技术引入牙周病治疗中，为牙周组织再生带来了新思路。 牙周组织工程技术的主要原理：将在体外培养的高浓度的功能相关的种子细胞接种于天然的或人工合成的具有良好生物与力学性能的支架材料上，经一段时间培养，将种子细胞-支架材料复合体植入牙周病变部位，在支架材料逐步降解的同时，种子细胞在细胞活性因子的作用下增殖，形成新的具有原来形态与功能的牙周组织。 近年来，牙周组织工程研究的热点主要集中在(1)种子细胞；(2)细胞种植基质材料(支架材料)；(3)组织培养中调节该细胞增殖，保持表型等特征的生物活性因子。如何选择支架材料是牙周组织再生研究中的热点，目前牙周组织工程研究多选用生物陶瓷作为支架材料，生物陶瓷具有良好的生物相容性、骨诱导、骨传导性、较佳的生物活性等特点，作为植骨代用材料效果是肯定的，但要应用于牙周组织工程，还存在材料的脆性大，柔韧性不够，在体内降解困难，影响了新生骨组织的长入与后期的骨改建等缺陷。 研究目的： 采用纳米材料与增韧技术，用水热法制备出一种孔隙率高、韧度大、生物力学性能良好的核壳型纳米羟基磷灰石包覆二氧化锆复合生物陶瓷材料(以下简称核壳型n—nA/ZrO2支架材料)。在材料表征与物理学性能检测的基础上，对核壳型n—HA/ZrO2支架材料的生物相容性进行初步的探讨，初步获取体内植入的直接依据，为下一步应用于牙周组织工程奠定实验依据。 研究方法： 1.在探讨制备纳米羟基磷灰石(flaflo—hydroxyapatite，n—HA)较佳PH值及水热时间对n—HA结晶的影响基础上，确定材料制备参数为：PH=9，t=6h，T=180℃，在二氧化锆(ZrO2)前驱体ZrO2·xH2O上分步加入钙和磷酸根离子，并同时控制PH值，使n—HA在ZrO2·xH2O表面沉积，制备出具有包覆结构的晶粒，然后进行水热处理，制备出核壳型n-HA/ZrO2支架材料。进行TEM观察材料表面结构形貌观察，通过XRD分析材料构成，同时测定材料孔隙大小、抗压强度和抗折强度。 2.按ISO10993和国家GB/T16886中的系列标准要求，对制备的核壳型n—HA/ZrO2支架材料进行细胞毒性实验、急性全身毒性实验、溶血实验、热原实验、兔肌肉植入实验，以综合评价其生物相容性。 (1)细胞毒性实验：将浓度为100g/L的核壳型n—HA/ZrO2支架材料浸提液(实验组)、100g/L聚乙烯浸提液(阴性对照组)、6.4％苯酚溶液(阳性对照组)各3ml，置于φ35mm培养皿内，加入浓度为6×104/mlL929细胞悬液3ml共培养，观察细胞形态及生长情况。将浓度为6×104/ml细胞悬液接种于实验组(支架材料浸提液)、阴性对照组(聚乙烯浸提液)、阳性对照组(6.4％苯酚溶液)中培养，采用MTT比色法测定L929细胞培养24h，48h，72h的相对增殖率(RGR)，进行统计学分析，评价材料的细胞毒性。 (2)急性全身毒性实验：用100g/L的核壳型n—HA/ZrO2支架材料的浸提液小鼠尾静脉注射，阴性对照为同批号生理盐水，阳性对照为6.4％苯酚溶液，剂量均为50mg/kg，观察注射后1、3、5、7天小鼠一般状态、毒性表现、死亡情况及体重变化，进行统计学分析，评价材料的急性全身毒性。 (3)溶血实验：将100g/L的核壳型n—HA/ZrO2支架材料浸提液(实验组)、生理盐水(阴性对照组)和灭菌蒸馏水(阳性对照组)各10ml，分别与0.2ml经稀释的兔血混合，测定兔红细胞溶解和血红蛋白游离程度，对支架材料体外血液相容性进行评价。 (4)热原实验：按标准三只兔方法，以10ml/kg的剂量，将100g/L的核壳型n—HA/ZrO2支架材料浸提液注入兔耳缘静脉，给药后连续测量兔体温并与实验前预检体温相比较，评价支架材料的制热作用。 (5)兔肌肉植入实验：将核壳型n—HA/ZrO2支架材料植入兔背部肌肉中，分别于术后15d、30d、60d、90d后取出进行大体观察与组织病理学检查，观察支架材料植入后的软组织炎症反应程度与纤维囊形成情况，评价材料植入肌肉后的组织反应。 结果： 1.采用纳米材料与陶瓷增韧技术，利用水热法制备出核壳型n—HA/ZrO2支架材料，XRD检测证实HA已经包覆在ZrO2粒子的表面，TEM形貌分析材料成分为纳米级别的HA和zrO2，两种粒子呈现出相互包覆的核壳状结构，材料力学性能检测材料孔隙率为60％～80％，孔隙分布均匀、贯通，孔径大小在100～400μm之间，抗压强度为8.5MPa，抗折强度为4.6MPa。材料性能达到人体骨组织的要求，符合骨组织工程支架材料的基本理化性能要求。 2.核壳型n—HA/ZrO2支架材料生物相容性评价：以L929为测试细胞，MTT比色法测定支架材料细胞毒性为0～I级；全身毒性实验支架材料组小鼠一般状况良好，未见明显毒性表现，体重均出现增长，无动物死亡；支架材料体外溶血率为1.6％，体外实验不引起溶血反应；材料不引起热原反应；兔肌肉植入实验中组织学观察显示，植入支架材料组织相容性良好。 结论： 1.采用纳米材料与陶瓷增韧技术，优化水热法制备参数，可成功制备出材料学性能良好，符合组织工程支架材料基本理化性能要求的核壳型n—HA/ZrO2支架材料。 2.按ISO10993和GB/T16886系列标准的要求，对核壳型n—HA/ZrO2支架材料进行体外、体内实验，结果表明其具有良好的生物相容性，可作为体内植入材料。