基本信息
- 项目名称：
- 活性天然牡蛎壳纳米体结构型骨材料修复桡骨缺损的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 将天然牡蛎壳人工骨材料的预制件植入人工形成的兔桡骨缺损区域内,通过对实验侧和对照侧进行大体标本X光片观察、组织学的检测，观察新骨形成、骨愈合、生物相容性等检查，评价该材料的骨缺损修复能力，研究活性牡蛎壳天然纳米体结构型骨材料作为骨缺损修复材料的可行性。
- 详细介绍：
- 将天然牡蛎壳人工骨材料的预制件植入人工形成的兔桡骨缺损区域内,通过对实验侧和对照侧进行大体标本X光片观察、组织学的检测，观察新骨形成、骨愈合、生物相容性等检查，评价该材料的骨缺损修复能力，研究活性牡蛎壳天然纳米体结构型骨材料作为骨缺损修复材料的可行性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 将天然牡蛎壳人工骨材料的预制件植入人工形成的兔桡骨缺损区域内,通过对实验侧和对照侧进行大体标本X光片观察、组织学的检测，观察新骨形成、骨愈合、生物相容性等检查，评价该材料的骨缺损修复能力，研究活性牡蛎壳天然纳米体结构型骨材料作为骨缺损修复材料的可行性。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究采用天然海洋生物为材料，充分利用其形态、结构，在组织工程、生物材料改造的条件下，制备具有与牡蛎结构相符的功能仿生材料，制备骨替代材料，使其具有良好的生物相容性、吸收性和生物力学强度。 1)首次提出牡蛎壳是由近纳米颗粒通过弥散强化和板状物交错堆积强化所构成，率先采用牡蛎壳作为骨移植材料的原料； 2)首次将分形几何和生物力学相结合，对牡蛎壳的结构进行研究，并用于骨移植材料的制备指导中。
应用价值和现实意义
- 在本研究中，课题组将充分利用生物材料、环境材料、组织工程技术解决骨科临床面临的异体骨严重不足的难题。本研究如能获得成功，将是对组织工程与骨科学的交叉结合的有益尝试，是对骨临床医学的有效促进;同时充分利用我省丰富的海洋资源,利用高新技术,将其转化为高附加值的生物医用产品,必将促进温州乃至浙江相关经济产业的二次升级, 因此,对于该技术的研究具有重要的科研价值和现实经济意义。
学术论文摘要
- 目的：研究活性牡蛎壳天然纳米体结构型骨材料作为骨缺损修复材料的可行性。方法：将天然牡蛎壳人工骨材料的预制件植入人工形成的兔桡骨缺损区域内,通过对实验侧和对照侧进行大体标本X光片观察、组织学的检测，观察新骨形成、骨愈合、生物相容性等检查，评价该材料的骨缺损修复能力。结果：天然牡蛎壳纳米体结构型骨材料具有良好的生物相容性,能明显促进人成骨细胞的贴附和增殖,具有良好的细胞相容性，对桡骨及其骨内代谢无影响,可在兔桡骨缺损区域内引导骨再生。结论：天然牡蛎壳纳米体结构型骨材料具备骨缺损修复材料所需的良好生物学特性。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、Velich N, Szabo G. Bone substitution and remodeling of the jaw bones.Fogorv Sz〔J〕. Review. Hungarian,2003 ,96(4):165-169. 2、imkiss K. The organic matrix of the oyster shell〔J〕.Comp Biochem Physiol,1965,16(4):427-435. 3、Yoon GL, Kim BT, Kim BO, Han SH. Chemical-mechanical characteristics of crushed oyster-shell〔J〕.Waste Manag, 2003,23(9):825-834. 4、Currey JD, Zioupos P, Davies P, et al. Mechanical properties of nacre and highly mineralized bone〔J〕. Biol Sci, 2001,268(1462):107-111.
同类课题研究水平概述
- 据资料显示，目前在全世界每年进行的器官移植手术中，骨移植的数量仅次于输血居第二位。骨缺损如果范围较小，骨端可以经自身修复而愈合，但如果骨缺损范围较大，则不可能自身修复。临床已经应用的有钛金属、氧化铝陶瓷、生物玻璃、磷酸三钙（TCP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、骨水泥、以及各种羟基磷灰石为基础的生物材料等，但上述这些材料由于自身缺陷而使其应用受到限制，目前难以找到理想的骨替代材料。 1、医学临床对骨替代材料的要求 骨肿瘤及广泛的骨折患者需要进行骨移植。骨移植与颗粒松质骨移植不同，异体骨修复是一个缓慢的过程，在异体骨与自体骨结合部发生缓慢的外骨枷替代桥接，填充皮质骨空隙，多年以后仍难以应力重塑。异体骨中段内表面5年修复仅15～20%左右，中间层异体骨板更新发生极少。因此，良好的骨替代材料需要具备以下5个条件：1.良好的生物学相容性，能长期在体内无不良反应。2.材料具有一定的可塑强度和硬度，能与髓内针匹配一期完成手术，在髓内针的保护下自身逐步爬行替代。3. 材料的内外具有多孔结构，有利于活化，中部致密有利于保持重建所需强度，更符合异体骨体内替代的规律。4.材料内外各层的组分、力学性能及其降解性有差异。5. 赋予材料生物活性，如生长因子和成骨细胞复合，加速材料的爬行替代进程。 2、天然海洋生物骨替代材料的研究进展 海洋生物学与生物技术相结合，产生了海洋生物技术这一新的领域。许多国家已将海洋生物技术作为21世纪发展战略的重要组成部分。海洋生物资源的优化利用和高值化加工是未来15年我国海洋高技术发展的重要研究内容之一。在美国，应用最多骨移植材料为珊瑚改性羟基磷灰石（CHA），其与松质骨结构相似、多孔、生物相容性较好。在组织工程骨的研究中，国内外大量使用南海滨珊瑚、乌贼骨作为骨组织工程材料，实验均取得了较好的骨修复效果。但是，上述材料存在着可塑性差，强度难以达到骨替代材料的要求，所用原材料珊瑚属国家保护珍贵自然资源，数量有限等缺陷。因此，有必要开发新的海洋生物骨替代材料。
