固骼生簡介1復(fù)習(xí)課程

1、固骼生簡介1一種全新的再生材料 完全人工合成 不用擔(dān)憂不用擔(dān)憂(如用異體異源骨如用異體異源骨)病菌的傳病菌的傳染，免受二次手術(shù)痛苦染，免受二次手術(shù)痛苦(如取自體骨如取自體骨). 骨傳導(dǎo)作用 獨(dú)特的表面性能提供良好的骨支架獨(dú)特的表面性能提供良好的骨支架. 骨生長促進(jìn)作用 固骼生的離子釋放促進(jìn)整個(gè)缺陷固骼生的離子釋放促進(jìn)整個(gè)缺陷區(qū)域的成骨細(xì)胞的活性區(qū)域的成骨細(xì)胞的活性. 活化基因表達(dá) 固骼生的離子釋放產(chǎn)物活化骨細(xì)胞的固骼生的離子釋放產(chǎn)物活化骨細(xì)胞的基因表達(dá)基因表達(dá)(成骨作用的基因基礎(chǔ)成骨作用的基因基礎(chǔ))。 臨床證實(shí) 在廣泛的臨床研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中其結(jié)果已在廣泛的臨床研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中其結(jié)果已得以證實(shí)得

2、以證實(shí). 按這里繼續(xù) 固骼生 固骼生富硅層固骼生富硅層含碳羥基磷灰石固骼生富硅層含碳羥基磷灰石膠原纖微和蛋白質(zhì)固骼生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的骨鍵層 (鼠脛骨，3個(gè)月)代號詞:NB=固骼生; Si=富硅層; CaP=鈣磷層; O=未礦化骨; B=骨BOOCaPSiNBNB Surface Analysis Electron Microprobe analysis reveals the elemental transition sequence: Content of Silicon-rich layer Ca-P layer Normal boneCaPSiELECTRON MICROPROBE10 KV1

3、00 nano Amps (specimen current)1 m Beam DiameterPoint counts every 5 m 321020406080100120140160Distance (m)Intensity (cps x 103)Bulk Implant, Rat Tibia3 MONTHSBULK SILICON-RICH LAYERCALCIUMPHOSPHATELAYERNEW BONEIn Vivo Bonding (3 months, rat tibia)表面構(gòu)造 固骼生表面的構(gòu)造使之成為成骨細(xì)胞的基床，細(xì)胞吸附、增殖，新骨組織在表面形成和生長。Learn

4、More溶液中表面鍵合層的形成 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 固骼生固體樣品在混有I型膠原纖微蛋白的Tris緩沖液中培養(yǎng)反應(yīng)； 樣品反應(yīng)恒溫在37oC； 用電子掃描電鏡觀察樣品表面。溶液中表面鍵合層的形成 結(jié)果結(jié)果 24小時(shí)小時(shí) 羥基磷灰石在表面形成； 膠原纖微蛋白吸附在表面上溶液中表面鍵合層的形成 結(jié)果結(jié)果 7天天 羥基磷灰石在整個(gè)表面形成； 鈣化的膠原纖微蛋白嵌入和埋入羥基磷灰石層中； 表面積大大增加。 BET 分析分析 活性的固骼生組成(45S5)表面積顯示迅速增加。 高硅含量的低活性材料(60S3)表面積顯示較慢的增加。45S560S31601208040002468反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間 (天天)比表

5、面積比表面積 (m2/g)表面積的變化表面積的變化1溶液中表面鍵合層的形成骨促進(jìn)作用固骼生通過離子釋放固骼生通過離子釋放主動(dòng)誘導(dǎo)生物響應(yīng)來主動(dòng)誘導(dǎo)生物響應(yīng)來使新骨組織再生使新骨組織再生骨促進(jìn)作用 只有固骼生被我們專利公布具有離子釋放的特性： 硅、鈣、磷離子的釋放對骨的形成至關(guān)重要。這一獨(dú)特的離子釋放已被工程技術(shù)化來增加成骨細(xì)胞的活性。這一特性稱為 “骨促進(jìn)作用Osteostimulation”骨促進(jìn)作用的關(guān)鍵特征骨促進(jìn)作用的關(guān)鍵特征是如右組織學(xué)切片所是如右組織學(xué)切片所示骨組織不僅僅在缺示骨組織不僅僅在缺陷邊緣生成而且在缺陷邊緣生成而且在缺陷中間同時(shí)生成陷中間同時(shí)生成 骨骼生填充缺陷3個(gè)月后，在

6、缺陷中間能看到新骨形成(如紅色箭頭所示).骨促進(jìn)作用骨促進(jìn)作用 與其他骨傳導(dǎo)(osteoconductive)材料如羥基磷灰石相比，骨骼生導(dǎo)致更快的骨再生速度(后面可見數(shù)據(jù)). 這一特性當(dāng)骨骼生在成骨細(xì)胞中培養(yǎng)導(dǎo)致高的骨素和堿性磷酸酶生產(chǎn)水平而體現(xiàn)出來。 新骨組織不僅僅在缺陷邊緣生成而且在缺陷中間能同時(shí)獨(dú)立地生成.Learn MoreBioactive Glass Stimulates In Vitro Osteoblast Differentiation and Creates a Favorable Template for Bone Tissue Formation成骨細(xì)胞的體外培養(yǎng) 實(shí)

7、驗(yàn)程序?qū)嶒?yàn)程序 將固骼生塊材料放入有細(xì)胞培養(yǎng)液和成骨細(xì)胞的培養(yǎng)皿中 恒溫培養(yǎng)到22天 用EDTA溶液將表面細(xì)胞物質(zhì)清洗掉 結(jié)果結(jié)果 直接觀察到細(xì)胞在表面的吸附，3維骨組織在表面形成成骨細(xì)胞的體外培養(yǎng) 結(jié)果結(jié)果(局部放大局部放大) 表面吸附的細(xì)胞被EDTA溶液清洗掉 在局部放大處,觀察到 骨組織和細(xì)胞空隙 (見箭頭)Learn MoreHistological and Biochemical Evaluation of Osteoblasts Cultured on Bioactive Glass, Hydroxylapatite, Titanium Alloy, and Stainless S

8、teel 試驗(yàn)程序試驗(yàn)程序 試驗(yàn)材料 固生骼, 羥基磷灰石, 鈦合金, 不銹鋼 與胎鼠成骨細(xì)胞在-MEM培養(yǎng)液中培養(yǎng) 在八天內(nèi)定期對成骨細(xì)胞的行為進(jìn)行了組織學(xué)觀察和生物力學(xué)分析. 堿性磷酸酶活性 (APA) 成骨活性的標(biāo)志 DNA總含量 細(xì)胞繁衍速度的表征 結(jié)果結(jié)果 組織學(xué)觀察組織學(xué)觀察 在固骼生固骼生表面上，成骨細(xì)胞占據(jù)更密集而不像在其他試驗(yàn)材料上分散開 在固骼生固骼生培養(yǎng)面上，很多表面層匯集在一起。與羥基磷灰石和金屬合金相比，在固骼生固骼生表面上，更大的細(xì)胞團(tuán)形成，更顯著的細(xì)胞表達(dá).結(jié)果結(jié)果 - 成骨細(xì)胞的表達(dá)成骨細(xì)胞的表達(dá) 對所有試驗(yàn)材料，堿性磷酸酶活性 都隨時(shí)間而增加. 對所有試驗(yàn)材料

9、，在3天內(nèi)堿性磷酸酶活性 都很相似. 在更長的時(shí)期，在固骼生中堿性磷酸酶活性水平統(tǒng)計(jì)上高于其它材料。在8天時(shí)，堿性磷酸酶活性 水平比其它材料要高出3倍。012345673 days6 days8 daysNovaBoneHATiSS結(jié)果結(jié)果- 細(xì)胞繁衍細(xì)胞細(xì)胞繁衍細(xì)胞 在所有試驗(yàn)材料中，DNA含量都隨時(shí)間增加 在3天時(shí)，羥基磷灰石中呈現(xiàn)最大的DNA含量 在第六天和第八天固骼生中 DNA含量增長最快，大于所有其它材料動(dòng)物試驗(yàn)生物力學(xué)性能特點(diǎn)Biomechanical Assessment of Bovine Bone and Bioactive Glass as Cancellous Bone

10、Graft Materials6 mm 材料和方法材料和方法- 動(dòng)物模型動(dòng)物模型: 新西南白兔 (2.0-3.0kg)- 缺損缺損: 如右圖,自徑6mm, 在外側(cè)髁橫穿股骨- 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法:固骼生Bio-Oss (鈣磷物資)正常骨對照- 試驗(yàn)周期試驗(yàn)周期: 4到 12星期生物力學(xué)性能特點(diǎn)生物力學(xué)性能特點(diǎn)在在4個(gè)星期個(gè)星期 兩個(gè)骨修復(fù)材料兩個(gè)骨修復(fù)材料填充的骨組織硬度都高于正常填充的骨組織硬度都高于正常骨，反應(yīng)材料的力學(xué)性能。骨，反應(yīng)材料的力學(xué)性能。 在在12個(gè)星期個(gè)星期 固骼生大部分降解，被正常骨固骼生大部分降解，被正常骨組織所取代，力學(xué)性能接近和組織所取代，力學(xué)性能接近和類似正常骨。類似

11、正常骨。 對對Bio-Oss 樣品，由于材料長樣品，由于材料長期存在缺損中，硬度保持不變期存在缺損中，硬度保持不變。在機(jī)械負(fù)荷下的抗壓硬度在機(jī)械負(fù)荷下的抗壓硬度0500100015002000250030004-weeks12-weeksNormal Bone NovaBoneBio-Oss 松質(zhì)骨缺損結(jié)果松質(zhì)骨缺損結(jié)果 4星期星期 在缺損中間，在單個(gè)固骼生( )顆粒周圍(G) ，清楚可見新骨的形成(B) 。 組織學(xué)觀察 松質(zhì)骨缺損結(jié)果松質(zhì)骨缺損結(jié)果 12星期星期 在固骼生顆粒(G)周圍，新骨形成(B)明顯增加. 隨著固骼生顆粒的吸收繼續(xù)進(jìn)行，表面降解能被注意到。組織學(xué)觀察Particulat

12、e Bioglass Compared With Hydroxyapatite as a Bone Graft Substitute與羥基磷灰石的比較與羥基磷灰石的比較 材料與方法材料與方法: 成熟兔子 缺損在股骨外則髁骨直徑為6mm 試驗(yàn)測試材料: 生物活性玻璃(固骼生組成), 羥基磷灰石 試驗(yàn)時(shí)間為1, 2, 3, 6和12星期.1. Oonishi, et al Clinical Orthopaedics, Jan 1997, pp. 316325.% 新骨長入缺損的百分比新骨長入缺損的百分比1Rabbit Model - Critical-sized defect星期星期 結(jié)果結(jié)果 從第一個(gè)星期就開始, 生物活性玻璃產(chǎn)生的新骨速度遠(yuǎn)快于羥基磷灰石 (HA) 生物活性玻璃的降解速度也遠(yuǎn)大于羥基磷灰石。與羥基磷灰石的比較Learn More臨床研究骨科臨床Human Craniofacial (Under Development)固骼生總結(jié) 完全人工合成 不用擔(dān)憂不用擔(dān)憂(如用異體異源骨如用異體異源骨)病菌的傳病菌的傳染，免受二次手術(shù)痛苦染，免受二次手術(shù)痛苦(如取