碳酸化羟基磷灰石(CHA)骨水泥，具有原位固化性能，且固化产物与天然骨骼矿物相相同。因此，1995年Constanz等首次报道的CHA研制成果，在材料界引起了极大的轰动，被誉为具有“革命性进展”的新材料。中国人民解放军医院和中国科学院化学研究所跟踪此国际前沿课题，自1996年在国家自然基金课题的资助下，率先开始了CHA骨水泥的研制。课题组历经6年多的努力，成功的完成了CHA骨水泥的开发和系列检测，并初步进行临床应用研究与观察。其中发现，CHA骨水泥虽然最大程度上模仿了天然骨的矿物相，但却结构致密，缺乏天然骨的孔隙结构，因此限制了新生骨向材料内部长入，延长了向正常骨重建的时间。有鉴于此，本课题拟以原制备的CHA为基础，以多孔化的制备和应用为目标，进行多孔碳酸化羟基磷灰石(PCHA)的研制，以期保持CHA原位固化的优点，又能增强其降解性能，促进骨长入。 目的 探讨原位固化制备多孔生物材料的新方法；制备多孔碳酸化羟基磷灰(PCHA)骨水泥；完成PCHA骨水泥的理化性能检测；验证PCHA的降解性能、成骨活性和强度变化。阜医进修学院 博十论义 中义摘要 材料和 方法1．PCHA的制备：预实验对 13种制孔剂初筛，选出适合 CHA原位固化 成孔的发泡剂，并与原制备的CHA按不同重量配比，经扫描电镜。 孔隙浸染以及压汞实验等方法，筛选出孔隙率、孔径分布和孔之间 连通性适合骨生长的PCHA配方。2．PCHA的理化性能检测：体外检测PCHA的固化时间、PH值、固 化强度及X线衍射和红外光谱分析，比较 PCHA和 CHA的性能差异。3．PCHA毒性检测和表面细胞活性的观察：将PCHA浸出液与骨髓基 质细胞共同培养，通过MTT比色描记细胞生长曲线，快速判定制 孔剂添加后PCHA的毒性反应；将PCHA制成标准试件，与骨髓基 质细胞共同培养，观察细胞形态和生长活性。4．PCHA的降解实验：将 PCHA和 CHA制成标准试件，分别在模仿体液 中浸泡和 24只新西兰大白兔的背肌内植入，动态观察失重率的改 变。经组织学检查，分析植入肌内试件周围的纤维包膜厚度和孔隙 内组织牛长情况。5．PCHA在宿主骨内的成骨实验：10只新西兰大白兔，采用国际通用 的股骨骸包容性骨缺损模型，填充PCHA骨水泥。经X线照相、 软X线显微照相、荧光标记分析、脱钙组织学切片、不脱钙骨磨片 以及计算机病理图象分析等6种方法，观察PCHA在宿主骨内的成 骨规律、速度、和计量。6．PCHA 的力学实验：将模仿体液浸泡、肌内植入和骨内植入（30 只新西兰大白兔）的标本，分别制成标准试件，经MTS858力学实 验机测量抗压轻度，对比分析 PCHA和 CHA在不同环境－厂的力学强 度变化。 5军医进修学院 博土论文 中文摘要 结 果1．PCHA 的制备：经筛选确定的发泡剂种类和添加剂量，制备出的 PCHA，孔隙结构符合骨生长的基本条件。成分配比的改变，可调 控PCHA的孔隙结构（孔径、孔隙率和孔之间的连通性）。本实验 制备的PCHA：孔隙率平均为36％，158～394urn之间分布的孔隙 占抚、61％，259＊m分布最高，70urn以上的孔径占9023％：孔之 间的连通性较好。2．PCHA的理化性能检测：固化过程中最高 PH值为 8 6，符合国际 通用标准（7～9）；固化时间平均为15分钟，能满足临床操作要 求；钙／磷 ＝＝l石4；固化产物为碳羟基磷灰石。与 CHA相比，除抗 压强度为，PH值、固化时间、钙磷比及固化产物等均无明显差异。3．CHA毒性检测和表面细胞活性的观察：PCHA浸出液与骨髓基 质细胞共培养，MTT检测细胞生长曲线与空白对照组无差异，表 明材料无毒性。细胞于材料表面生长活跃，证明材料具有良好的 组织相容性。4．降解实验结果：2、4、8、12周 4个时间点，动态测量 PCHA和 CHA经模仿体液和肌内植入后的失重率变化。12 周的测量结果 为：模仿体液组的 PCHA＝253％，CHA二 1二1％，PCHA较 CHA 大二倍；肌内植入组的 PCHA二 20％，CHA＝5．31％，PCHA较 CHA大4倍。配对T检验，统计学分析有显著差异。5．成骨实验结果：2、4、8、12、16 周脱钙和不脱钙切片观察发现 宿主骨沿材料的孔道，由边缘逐渐向中央替代爬行。CHA的骨生 长仅发生在材料与骨界面之间，材料中心始终无骨生长；计算机 病理图象分析结果表明：骨内植入 16周时，PCHA的新骨生长面 6 军医进修学院 博士论文 中文摘要 积（占骨缺损面积的 32．20士l．47％）比 CHA（占骨缺损面积的 3．gi士0．68O）大8倍。配对T检验，统计学结果有显著差异。 6．强度实验结果：2、4、8?