《增強骨質疏鬆患者骨把持力的新型可注射骨水泥材料》是依託北京大學，由周方擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：增強骨質疏鬆患者骨把持力的新型可注射骨水泥材料
- 項目負責人：周方
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
骨質疏鬆骨折多粉碎，且骨量丟失，手術治療內固定把持力低，極易引起螺釘的鬆脫。將可注射骨水泥注入內固定螺釘的釘道增強其穩定性是作用在骨質疏鬆骨折局部以降低內固定失敗率的唯一方法。目前常用的不可吸收的骨水泥PMMA增強把持力效果較好，但長期存留會引起無菌性鬆動；而常用的可吸收骨水泥CPC可以完全降解，但是其增強把持力效果差。本項目擬設計一種新型可注射骨水泥材料，找到PMMA和CPC混合的最佳成分配比，並加入HEMA以提高其相容性，使PMMA中具有CPC微相，PMMA作為主體保留其力學強度，而在CPC吸收後形成的多孔結構，又為骨組織長入提供了空間，並最終形成內植物和周邊骨組織界面的牢固結合。前期工作顯示PMMA中加入CPC後其力學強度下降不明顯，故後期需進一步研究其生物相容性以及提高聚合物相容性。本項目為醫學與高分子化學的交叉，研究結果可較快套用於臨床，以期減少骨質疏鬆骨折的內固定失敗的發生率。
結題摘要
骨水泥增強技術被認為是增強骨質疏鬆骨折內固定穩定性的金標準。但目前最常用的丙烯酸（PMMA）骨水泥雖能提供滿意的力學增強，但其不被人體降解，長期存在會因磨損而失敗。眾多研究表明向PMMA中加入磷酸鈣（TCP）可顯著改善這一缺陷，但是大量加入後會嚴重影響複合骨水泥的力學性能，其原因是二者親和性不夠，單純混合只能形成懸濁液。本研究創新性的引入雙親溶液甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA），製備了新型的複合骨水泥THP。對不同構成的THP測量其力學性能，凝固性能，降解性能。利用成骨細胞系檢測細胞毒性、增殖、粘附性能。小鼠腹腔注射浸提液評估全身亞急性炎症反應，並驗證血液相容性。建立兔骨水泥增強內固定模型，檢測不同時間段THP加強內固定後的螺釘抗拔出力；建立兔骨缺損模型，利用Micro-CT以及組織病理學評估骨長入情況。結果發現向PMMA中加入納米TCP可保證THP的抗壓、抗彎強度，在一定範圍內加入HEMA可進一步加強力學性能；THP凝固溫度約為80℃，TCP、HEMA不影響THP的凝固溫度，凝固時間隨TCP增加、HEMA減少而延長；THP50/10組（含有TCP50%，HEMA10%）實驗結果最佳。THP組失重率大於PMMA組，降解周期8-12周，第12周樣本表面可觀察到孔徑100μm的多孔結構。THP組在第1天細胞活力大於70%，在第3、7天增殖明顯；THP的live/dead 染色未見死細胞；細胞在THP的粘附形態優於PMMA組，細胞粘附數量隨HEMA濃度增高而增加。THP組小鼠亞急性炎症反應各觀察指標與對照組無差異；THP組溶血試驗未見溶血，溶血率均小於5%。THP50/10組各實驗結果最佳。骨水泥增強內固定實驗，THP組可顯著增強螺釘的抗拔出力，隨時間增強，THP50/10組在檢測時間優於其他實驗組，和PMMA組無統計學差異；骨缺損實驗發現第12周所有THP組周圍有低密度新骨形成，組織學切片可見新骨長入。研究發現THP骨水泥各項材料學性能可控，具有良好的體外、體內生物安全性，並能增加內固定在體骨把持力、注入體內後可有骨組織長入，是一種可用於骨水泥增強技術的新型骨水泥材料。其中THP50/10 組各項實驗數據相比最優，是最佳的固液構成比
