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首页CPC-PLGA复合材料在骨组织工程中的应用研究
"缓慢成孔型磷酸钙复合材料的性能研究 (2005年)" 这篇2005年的研究论文探讨了磷酸钙复合材料(CPC)与聚乳酸聚己内酯(PLGA)结合形成的新支架材料,用于骨组织工程应用。骨组织工程是一个跨学科领域,它综合生命科学、工程学原理和技术,旨在研发人体骨骼损伤修复的生物替代物。在这项研究中,CPC-PLGA复合物被开发为潜在的骨支架材料。 研究方法包括制备不同比例的CPC-PLGA复合物,并通过实验筛选出最佳配比。结果显示,当CPC与PLGA的体积比为30%时,材料表现出最优的力学性能,其抗压强度达到40.5MPa,弹性模量为13.8GPa,这些数值对于骨替代材料来说非常重要,因为它们决定了材料能否承受生物体内正常的负载。 此外,研究还发现,在模拟体液环境下,这种复合材料在6周内可以形成100至300微米的相互连通孔隙。这种孔隙结构对于骨细胞的生长和新骨组织的形成至关重要,因为它提供了细胞附着和迁移的空间。研究人员将人骨髓间充质干细胞接种在CPC-PLGA复合物上进行体外培养,观察到细胞在支架材料表面生长良好,且能够深入降解产生的孔洞内,这进一步证明了该复合材料的生物相容性和适宜性。 CPC-PLGA复合支架材料因其良好的力学性能、可控的降解速率以及促进细胞生长的能力,被认为是一种优秀的骨组织工程支架材料。这一发现对于未来骨骼修复和再生医学的研究提供了新的可能性,同时也为材料科学与生物医学的交叉领域带来了创新的思路。该研究结果为进一步优化材料性能,以及在临床应用中的转化奠定了基础。
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第
30
卷第
2
期
2005
年
6
月
文章编号
:1001-7445(2005)02
可
0135-04
广西大学学报(自然科学版)
Journal
of
Guangxi University (Nat
Sci
Ed)
Vo
l.
30
,No. 2
June
,
2005
缓慢成孔型磷酸钙复合材料的性能研究
王剑龙
1
,黄龄瑾
2
肖飞
l
,郑治
1
0.
中南大学湘雅三医院骨科,长沙
410013;2.
广西医科大学病理生理学教研室,广西南宁
53002
1)
摘要:目的制备并检测
CPC-PLGA
复合物,为骨组织工程研究提供新的支架材料.方法制备
CPC-PLGA
复
合物,筛选最佳配比并检测其性能;将入骨髓间充质干细胞种植于
CPC-PLGA
复合物上并体外培养,然后进
行扫描电镜观察.结果
CPC-30%vol%PLGA
力学性能最好,抗压强度
40.5
MPa
,弹性模量
13.8
Gpa;
模拟体
液下降解
6
周材料形成
100~300μm
相互连通孔隙;骨髓间充质干细胞在支架材料表面生长良好,并通过降
解产生的孔洞内材料深部长入.结论
CPC-PLGA
复合支架材料具有优良特性,适于骨组织工程支架.
关键词
z
支架材料
;CPC-PLGA
复合物;骨髓间充质干细胞;骨组织工程
中图分类号
:R687
文献标识码
:A
组织工程是应用生命科学与工程学的原理与技术,研究人体各种组织损伤修复的生物替代物的一
门新兴学科川.骨组织工程作为其中一个研究内容,主要是研究骨组织的替代物.细胞外支架材料的研
究是其中的关键部分,随着材料学的发展,研究者不断开发出具有更佳性能的支架材料.磷酸钙骨水泥
(calcium
phosphate
cement
,
CPC)
是目前研究较多的一种元机材料,已作为骨替代物应用于临床
[2J
聚
乳酸聚起基乙酸
(PLGA)
属高分子材料,降解速度可调.本研究将
CPC
和
PLGA
两者混合制备复合材
料,利用在液体环境下
PLGA
降解速度较
CPC
快而且可调的特性,使
CPC
内缓慢成孔.检测该复合材
料的理化和生物学特性,为其作为一种骨支架材料提供依据.
1
材料与方法
1.
1
材料和试剂
CPC(
中南大学粉末冶金实验室向其军博士提供),
PLGA(
中国科学院成都有机化学有限公司购
买)
,骨髓间充质干细胞(中南大学湘雅三医院中心实验室培养).主要实验仪器包括
KYKY-2800
型数
字化扫描电子显微镜,
Finder-1
000
型
X
射线能谱仪,
D/Max2550
型全自动
x-
射线衍射分析仪,
CSS
44100
电子万能试验机,
S-570
扫描电镜.
1.
2
实验方法
1.
2. 1
复合材料的制备
采用了低温、超声粉碎等现代超细微加工技术粉碎
PLGA(PLA
和
PGA
为
50:50)
,并检测了粉碎后
PLGA
微粒的尺寸大小,筛选了最佳粉碎条件并选取粒度为
100μm~350μm
的
PLGA
微粒;将
PLGA
微粒与
CPC
微粒以不同比例均匀混合后加水,常温下固化,制备出
CPC
PLGA
复合材料.
1.
2. 2
力学性能检测,筛选最佳体积混合比
依据
CPC/PLGA
混合比例分
0%
、
15%
、
30%
和
45%
四
组,检测不同
CPC/PLGA
混合比例的复合材料在模拟体液中浸泡
7
天后的抗压强度和弹性模量,得出
最佳混合比.
1.
2. 3
材料成份的检测
全自动
x-
射线衍射分析仪分析
CPC
主要成分;并对
CPC-PLGA
混合材料
进行
X
射线衍射分析.
收稿日期
:2005
-
04
-
20;
修订日期:
2005
-
06
-
07
基金项目:国家自然科学基金
CPC-PLGA
复合体构建组织工程化骨的实验研究
(30370412)
作者简介:王剑龙
0972-)
,男,广西桂林市人,中南大学湘雅三医院骨科博士.
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