固骼生简介1复习课程

1、固骼生简介1一种全新的再生材料 完全人工合成 不用担忧不用担忧(如用异体异源骨如用异体异源骨)病菌的传病菌的传染，免受二次手术痛苦染，免受二次手术痛苦(如取自体骨如取自体骨). 骨传导作用 独特的表面性能提供良好的骨支架独特的表面性能提供良好的骨支架. 骨生长促进作用 固骼生的离子释放促进整个缺陷固骼生的离子释放促进整个缺陷区域的成骨细胞的活性区域的成骨细胞的活性. 活化基因表达 固骼生的离子释放产物活化骨细胞的固骼生的离子释放产物活化骨细胞的基因表达基因表达(成骨作用的基因基础成骨作用的基因基础)。 临床证实 在广泛的临床研究和动物实验中其结果已在广泛的临床研究和动物实验中其结果已得以证实得

2、以证实. 按这里继续 固骼生 固骼生富硅层固骼生富硅层含碳羟基磷灰石固骼生富硅层含碳羟基磷灰石胶原纤微和蛋白质固骼生动物实验的骨键层 (鼠胫骨，3个月)代号词:NB=固骼生; Si=富硅层; CaP=钙磷层; O=未矿化骨; 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)表面构造 固骼生表面的构造使之成为成骨细胞的基床，细胞吸附、增殖，新骨组织在表面形成和生长。Learn

4、More溶液中表面键合层的形成 实验方法实验方法 固骼生固体样品在混有I型胶原纤微蛋白的Tris缓冲液中培养反应； 样品反应恒温在37oC； 用电子扫描电镜观察样品表面。溶液中表面键合层的形成 结果结果 24小时小时 羟基磷灰石在表面形成； 胶原纤微蛋白吸附在表面上溶液中表面键合层的形成 结果结果 7天天 羟基磷灰石在整个表面形成； 钙化的胶原纤微蛋白嵌入和埋入羟基磷灰石层中； 表面积大大增加。 BET 分析分析 活性的固骼生组成(45S5)表面积显示迅速增加。 高硅含量的低活性材料(60S3)表面积显示较慢的增加。45S560S31601208040002468反应时间反应时间 (天天)比表

5、面积比表面积 (m2/g)表面积的变化表面积的变化1溶液中表面键合层的形成骨促进作用固骼生通过离子释放固骼生通过离子释放主动诱导生物响应来主动诱导生物响应来使新骨组织再生使新骨组织再生骨促进作用 只有固骼生被我们专利公布具有离子释放的特性： 硅、钙、磷离子的释放对骨的形成至关重要。这一独特的离子释放已被工程技术化来增加成骨细胞的活性。这一特性称为 “骨促进作用Osteostimulation”骨促进作用的关键特征骨促进作用的关键特征是如右组织学切片所是如右组织学切片所示骨组织不仅仅在缺示骨组织不仅仅在缺陷边缘生成而且在缺陷边缘生成而且在缺陷中间同时生成陷中间同时生成 骨骼生填充缺陷3个月后，在

6、缺陷中间能看到新骨形成(如红色箭头所示).骨促进作用骨促进作用 与其他骨传导(osteoconductive)材料如羟基磷灰石相比，骨骼生导致更快的骨再生速度(后面可见数据). 这一特性当骨骼生在成骨细胞中培养导致高的骨素和碱性磷酸酶生产水平而体现出来。 新骨组织不仅仅在缺陷边缘生成而且在缺陷中间能同时独立地生成.Learn MoreBioactive Glass Stimulates In Vitro Osteoblast Differentiation and Creates a Favorable Template for Bone Tissue Formation成骨细胞的体外培养 实

7、验程序实验程序 将固骼生块材料放入有细胞培养液和成骨细胞的培养皿中 恒温培养到22天 用EDTA溶液将表面细胞物质清洗掉 结果结果 直接观察到细胞在表面的吸附，3维骨组织在表面形成成骨细胞的体外培养 结果结果(局部放大局部放大) 表面吸附的细胞被EDTA溶液清洗掉 在局部放大处,观察到 骨组织和细胞空隙 (见箭头)Learn MoreHistological and Biochemical Evaluation of Osteoblasts Cultured on Bioactive Glass, Hydroxylapatite, Titanium Alloy, and Stainless S

8、teel 试验程序试验程序 试验材料 固生骼, 羟基磷灰石, 钛合金, 不锈钢 与胎鼠成骨细胞在-MEM培养液中培养 在八天内定期对成骨细胞的行为进行了组织学观察和生物力学分析. 碱性磷酸酶活性 (APA) 成骨活性的标志 DNA总含量 细胞繁衍速度的表征 结果结果 组织学观察组织学观察 在固骼生固骼生表面上，成骨细胞占据更密集而不像在其他试验材料上分散开 在固骼生固骼生培养面上，很多表面层汇集在一起。与羟基磷灰石和金属合金相比，在固骼生固骼生表面上，更大的细胞团形成，更显著的细胞表达.结果结果 - 成骨细胞的表达成骨细胞的表达 对所有试验材料，碱性磷酸酶活性 都随时间而增加. 对所有试验材料

9、，在3天内碱性磷酸酶活性 都很相似. 在更长的时期，在固骼生中碱性磷酸酶活性水平统计上高于其它材料。在8天时，碱性磷酸酶活性 水平比其它材料要高出3倍。012345673 days6 days8 daysNovaBoneHATiSS结果结果- 细胞繁衍细胞细胞繁衍细胞 在所有试验材料中，DNA含量都随时间增加 在3天时，羟基磷灰石中呈现最大的DNA含量 在第六天和第八天固骼生中 DNA含量增长最快，大于所有其它材料动物试验生物力学性能特点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- 动物模型动物模型: 新西南白兔 (2.0-3.0kg)- 缺损缺损: 如右图,自径6mm, 在外侧髁横穿股骨- 试验方法试验方法:固骼生Bio-Oss (钙磷物资)正常骨对照- 试验周期试验周期: 4到 12星期生物力学性能特点生物力学性能特点在在4个星期个星期 两个骨修复材料两个骨修复材料填充的骨组织硬度都高于正常填充的骨组织硬度都高于正常骨，反应材料的力学性能。骨，反应材料的力学性能。 在在12个星期个星期 固骼生大部分降解，被正常骨固骼生大部分降解，被正常骨组织所取代，力学性能接近和组织所取代，力学性能接近和类似正常骨。类似

11、正常骨。 对对Bio-Oss 样品，由于材料长样品，由于材料长期存在缺损中，硬度保持不变期存在缺损中，硬度保持不变。在机械负荷下的抗压硬度在机械负荷下的抗压硬度0500100015002000250030004-weeks12-weeksNormal Bone NovaBoneBio-Oss 松质骨缺损结果松质骨缺损结果 4星期星期 在缺损中间，在单个固骼生( )颗粒周围(G) ，清楚可见新骨的形成(B) 。 组织学观察 松质骨缺损结果松质骨缺损结果 12星期星期 在固骼生颗粒(G)周围，新骨形成(B)明显增加. 随着固骼生颗粒的吸收继续进行，表面降解能被注意到。组织学观察Particulat

12、e Bioglass Compared With Hydroxyapatite as a Bone Graft Substitute与羟基磷灰石的比较与羟基磷灰石的比较 材料与方法材料与方法: 成熟兔子 缺损在股骨外则髁骨直径为6mm 试验测试材料: 生物活性玻璃(固骼生组成), 羟基磷灰石 试验时间为1, 2, 3, 6和12星期.1. Oonishi, et al Clinical Orthopaedics, Jan 1997, pp. 316325.% 新骨长入缺损的百分比新骨长入缺损的百分比1Rabbit Model - Critical-sized defect星期星期 结果结果 从第一个星期就开始, 生物活性玻璃产生的新骨速度远快于羟基磷灰石 (HA) 生物活性玻璃的降解速度也远大于羟基磷灰石。与羟基磷灰石的比较Learn More临床研究骨科临床Human Craniofacial (Under Development)固骼生总结 完全人工合成 不用担忧不用担忧(如用异体异源骨如用异体异源骨)病菌的传病菌的传染，免受二次手术痛苦染，免受二次手术痛苦(如取