纳米脱钙骨基质的制备及其性能检测

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1、纳米脱钙骨基质的制备及其性能检测：黄凯，陈雄生，贾连顺，邵将，朱巍，严望军，房雷【摘要】[目的]通过MICROS超细粉碎机制备同种异体纳米脱钙骨基质(DBM)，观察纳米DBM结构特征，研究DBM纳米化工艺及其作为骨移植替代物的生物相容性。[方法]采用改良Urist法制备同种异体脱钙骨基质，液氮冷冻球磨机将块状DBM预粉碎，使用MICROS超细粉碎机进一步研磨粉碎制备纳米DBM。电镜扫描观察其结构，按照我国卫生部《生物材料和医疗器材生物学评价的技术要求》中的标准，对纳米DBM进行急性毒性实验、热原实验、溶血实验等检测。[结果]制备颗粒直径在50

2、～200纳米的脱钙骨基质，生物相容性检测无毒性，无热源性，不引起溶血反应，纳米DBM具有良好的生物相容性。[结论]纳米DBM可在低温或控制温度条件下制备，是一种无毒、无刺激，不含热源、不引起免疫排斥反应的生物材料，具有良好生物相容性。【关键词】纳米脱钙骨基质;MICROS超细粉碎机;显微特征;生物相容性　　Abstract:[Objective]Toobservethestructurecharacteristicsofnanodecalcifiedbonematrix(DBM)producedbyMICROSsuperfinemill,an

3、dtostudythenano-technologiesofDBMandthebiopatibilityofnano-DBMasbonegraftsubstitutes.[Methods]ImprovedUristmethodillequipment.TheDBMpoilltobenano-DBM.Thestructureofnano-DBMicroscope.Theexperimentsonacutetoxicity,pyrogenandhemolysisedaccordingtotheTechnicalEvaluationStandard

4、sofBiomedicalMaterialsandMedicalInstrumentspromulgatedbyChineseMinistryofHealth.[Results]TheDBMindiameter.Notoxicity,pyrogennorhemolysisofnano-DBMperature,isakindofbiomaterialmunologicalreactionandrevealsgoodbiopatibility.　　Keyicro-characteristic;biopatibility　　随着对疾病认识程度的加深

5、及外科技术的发展，临床上对骨移植的需求量越来越大[1]。据统计，在美国每年约施行42万余例植骨融合术，其中60%以上为脊柱融合术。用于脊柱融合术的骨移植替代物和促进骨融合相关产品的医疗市场达4～20亿美元[2]。按此估算，我国每年实施的脊柱融合术数量不亚于这一数字，其未来的骨移植材料市场需求极大。　　目前国内外骨移植的材料主要包括自体骨、异体骨和合成骨替代材料3大类。自体松质骨，特别是自体髂骨被认为是骨移植材料的金标准，但其也存在供骨量及供骨尺寸和大小有限、手术时间延长、患者创伤增加、供骨区并发症等缺点[3]。同种异体脱钙骨基质是经过特殊处理

6、制成的一类异体骨，是由胶原蛋白、非胶原蛋白以及较低浓度的生长因子等组成的复合物，是异体骨移植替代材料中免疫源性最弱的一种。不同条件制备的脱钙骨基质存在骨诱导和骨传导性能的差异，另外由于脱钙骨基质失去了绝大部分的无机成分，其生物力学特点几乎完全消失，不适用于需要承受重力和其他任何应力的部位。　　研究、制备理想的骨移植材料替代自体骨用于骨缺损修复是目前医学和生物材料科学的重要课题。随着纳米科技及纳米医学的飞速发展[4]，纳米骨移植材料的相关研究发展态势迅猛[5]。本文使用MICROS超细粉碎机在室温环境下将人同种异体脱钙骨基质粉碎至纳米颗粒，并就

7、纳米脱钙骨基质的制备工艺、生物相溶性进行探索，为纳米脱钙骨基质(Nano-DBM)作为一种新的骨移植替代物及骨生长因子载体进一步在临床推广应用提供理论基础。　　1材料和方法　　1.1MICROS超细粉碎机[6]制备纳米DBM　　MICROS超微粉碎机是由日本研制的粉碎设备，研磨部件由定子和转子组成。定子即圆形容器，转子由主轴与多根副轴相连，每个副轴上都有多个研磨环，每个研磨环均可独立转动，各个研磨环之间有微小间隙。　　将研磨原料和研磨介质放入容器内，主轴带动副轴以相同的角速度旋转，副轴上的研磨环有公转和自转。副轴旋转产生的离心力使研磨环产生径

8、向位移，与筒壁接触，夹在研磨环与筒壁间的材料以及夹在2个研磨环之间的材料同时受到挤压、剪切力的作用而被粉碎。通过调整变压器可控制主轴的转速;容器内温度被实时监测，防