三種骨修復(fù)材料植入兔股骨內(nèi)組織病理學(xué)探究

1、三種骨修復(fù)材料植入兔股骨內(nèi)的組織病理學(xué)研究北京生物醫(yī)學(xué)工程 1999 年第 4 期第 18 卷 論著 作者：田文華 陳丹丹 奚廷斐 趙諶 牛景路 丁寧 單位：田文華 陳丹丹 奚廷斐 中國藥品生物制品檢定所 （ 北京 100050）；趙 諶 牛景路 丁寧 北京首都醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院 （ 北京 100050）關(guān)鍵詞：羥基磷灰石（HA）;氧化鋯生物陶瓷（Zr）;生物活性玻璃陶瓷（BG）;植入; 成熟骨組織摘 要 將三種骨修復(fù)生物材料分別植入兔股骨內(nèi)，在植入后7 天，14 天，30 天，60 天，90 天，180 天，360 天進(jìn)行了組織病理學(xué)研究。三種骨修復(fù)生物 材料植入早期組織學(xué)觀察基本相同，

2、植入 360 天組織學(xué)觀察有所不同， 羥基磷灰 石（HA）已有 部分吸收，骨組織及骨髓已長入生物材料內(nèi)部；氧化鋯生物陶瓷（Zr） 可見材料周圍形成大量成熟骨組織， 表面光滑，生物材料表面未見明顯吸收現(xiàn)象;生物活性 玻璃陶瓷（BG）可見生物材料周圍已形成大量成熟骨組織，表面不顯光 滑，且與生物材料緊密相接。A Study of Histopathology Induced by Three Kindsof Bone-repairableBiomaterials Implanted into the Rabbit ThighTian Wenhua, Chen Dandan, Xi Tingfei(

3、National Institu for Control of Pharmaceutical and Biological Products,Beijing 100050)Zhao Chen, Niu Jinglu, Ding Ning100050)(Beijing Capital Medical University,BeijingAbstractThree kinds of bone-repairable biomaterials were implanted into thigh of rabbit respectively.Then histopathology was studied

4、 after 7 days,14 days,30 days,90 days,180 days and 360 days.At early stages, the histopathology induced by the bone-repairable biomaterialswas about thesame,but difference was observed after 360 days.It was found that the hydroxyapatite had been partly absorbed,osseous tissue and marrow had grown in

5、to the materials.There were planty oif mature osseous tissue with smooth surface and unclear absorption formed around the zirconium oxidebioceramics whirib on e,while around the bioactiveglass caramics tightly con tacted mature osseous tissous without smooth surface was found.Key words: Hydroxyapati

6、te; Zirconium oxide Bioceramics whirlbone; bioactiveglass ceramics; I mplan tati on; Mature osseous tissue0前言供急需的、性能良好的人工骨材料人體的硬組織(如骨、齒及關(guān)節(jié)等)因各種原因造成的損壞、缺陷、變形等大 范圍病變，完全依靠采用自體骨進(jìn)行修 復(fù)是不可能的。一則數(shù)量有限，二則增 加了感染機(jī)會(huì)，更增加了患者的痛苦。而異體骨(人骨、動(dòng)物骨等)的移植，又存 在著免疫反應(yīng)等問題。因此，為廣大患者提 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。羥基磷灰石是天然骨與牙齒的主要成分， 究、開發(fā)與應(yīng)用并取得了令人欣慰的成果。

7、 容性，主要用于骨修復(fù)和植入物的表面涂層， 滿足人工關(guān)節(jié)、人工骨和人工牙的負(fù)重要求。國內(nèi)外均致力于羥基磷灰石的研 羥基磷灰石材料具有優(yōu)良的生物相 但是羥基磷灰石的強(qiáng)度較低，無法 目前常用接近惰性的氧化鋁和氧化鋯陶瓷，以及生物活性陶瓷。這類陶瓷強(qiáng)度硬、耐磨、耐壓、耐腐蝕且穩(wěn)定性 好，其缺點(diǎn)是與骨組織不能形成真正的骨性連接 z 。為進(jìn)一步深入細(xì)致地了解骨修復(fù)材料長期植入生物體內(nèi)的組織學(xué)變化， 我們 對國產(chǎn)羥基磷灰石(HA)、氧化鋯生物陶瓷(Zr)和生物活性玻璃陶瓷(BG)植入兔股 骨內(nèi)的組織學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了長期深入的研究，為臨床提供該材料應(yīng)用的可靠性。1材料和方法1.1 材料(1)羥基磷灰石(HA)，

8、規(guī)格 2mM 6mm北京深港科技開發(fā)部提供。 氧化鋯生物陶瓷(Zr)，規(guī)格 2mm 6mm北京賽奇特種陶瓷功能制品 工程研究中心提供。(3)生物活性玻璃陶瓷(BG)，規(guī)格 2mm 6mm海南天元醫(yī)用生物材料廠 提供。1.2 動(dòng)物分組第一組：羥基磷灰石(HA)在同一只兔子，兩后腿各植入 3個(gè)樣品(每個(gè)時(shí)間 組2只)。第二組：在同一只兔子右腿植入氧化鋯生物陶瓷(Zr)3個(gè)樣品，左腿植入生物活性玻璃陶瓷(BG)3個(gè)樣品(每個(gè)時(shí)間組4只)。1.3 方法選用2.5kg左右的新西蘭健康家兔，用3%戊巴妥液麻醉，按外科手術(shù)要求, 常規(guī)備皮，消毒術(shù)野，暴露兔股骨外側(cè)骨皮質(zhì)，用牙科電鉆鉆通，形成所需洞形。按動(dòng)物

9、分組要求分別將試樣緊密嵌入，骨蠟封閉，分層縫合切口，青霉素肌 注（80萬u）。手術(shù)后第7，14，30，60，90，180，360天分別無痛處死動(dòng)物， 切取試樣周圍0.51.0cm的骨組織，置于10%甲醛溶液中固定，作石蠟包埋， 切 片，HE染色，病理切片觀察5。2結(jié)果2.1 肉眼觀察三種骨修復(fù)生物材料骨內(nèi)植入切口一期愈合，未見分泌物和淤血。股骨外側(cè)未見異常，植入試樣與骨緊密嵌合，周圍組織生長良好，存活30天以上動(dòng)物，可見植入試樣表面均有不同程度的新生骨覆蓋。2.2組織學(xué)觀察三種骨修復(fù)生物材料植入兔股骨內(nèi)早期（7天）可見淋巴細(xì)胞，少量中性粒細(xì) 胞和纖維母細(xì)胞（32級），病理切 片見圖1; 14天

10、已形成部分纖維被膜，炎癥 細(xì)胞明顯減少（1級），病理切片見圖2; 30天后形成新骨層包繞試樣，病理切片 見圖3, 4; 90180天可見 包繞骨層明顯加厚，骨板改建，趨于成熟，與試樣 直接相接，病理切片見圖5, 6。2rIL1.,Ml觸2 w 討疵1Fl/1C-as i(fti -1?*；iSr 存r莎 囂0富咚護(hù):.y好;V.：、. J ：尙:心 1- N 2S? istw * lupgtiOr X EO、-丹去尸5申収UT-耳洱也俺1&PBSI帯以策懸瞬:縦三種骨修復(fù)生物材料植入兔股骨內(nèi) 360天，組織學(xué)觀察明顯不同。羥基磷灰 石(HA)已有部分吸收，骨組織及骨 髓已長入生物材料內(nèi)部；氧化

11、鋯生物陶瓷(Zr) 可見生物材料周圍形成大量成熟骨組織， 表面光滑，生物材料表面未見明顯吸收 現(xiàn)象；生物活性玻璃陶瓷(BG)可見生物材料周圍已形成大量成熟骨組織，表面 不光滑，且與生物材料緊密相接。病理切片見圖7。嚴(yán).I圖1圖7為骨內(nèi)組織植入試驗(yàn)病理切片3討論三種骨修復(fù)生物材料植入早期可見淋巴細(xì)胞，少量中性粒細(xì)胞。14天炎癥細(xì)胞明顯減少，且形成部分纖維被膜。羥 基磷灰石(HA)和氧化鋯生物陶瓷(Zr) 有少量新骨形成。30天后已形成新骨層包繞試樣，90180天包繞骨層明顯加厚, 骨板改建趨于成熟，與試樣直接相接。三種骨修復(fù)生物材料植入360天，組織觀察明顯不同，與生物修復(fù)材料結(jié)構(gòu) 有關(guān)。因羥基

12、磷灰石(HA)是多孔的生物材料，所以有部分骨組織及骨髓已長入 生物材料內(nèi)部；生物活性玻璃陶瓷(BG)生物材料周圍已形成大量成熟骨組織， 表 面不光滑，可能部分材料降解，且與材料緊密相接。HA和BG兩種材料生物相容性良好。氧化鋯生物陶瓷(Zr)材料周圍形成大量成熟骨組織， 表面光滑，生物 材料表面未見明顯吸收現(xiàn)象。本研究結(jié)果證明三種骨修復(fù)材料有誘導(dǎo)骨生長的能力、促進(jìn)骨質(zhì)新生及鈣化 的可能，能與骨組織形成骨性結(jié)合，穩(wěn)定性好。作者簡介：田文華(1940 -)，男, 副主任藥師。參考文獻(xiàn)1 Mukhetjee DP.P olymers:Biomaterials and medical app lica

13、ti on. Joh n Willey & Son s,1989,3202 ArmDM,Te ncer AF.Effect of con trolledrelease of p latelet-derivedgrowth factor from a po rous hydroxya patite implant on bonein grouth.Biomaterials,1996,17:703-7093 TakumaM,Takamori Y,et al.Experimentalstudy on the relationshipbetween the initiationperiod of occlusal function and the tissue responsearound alumi nium oxide imp la nt.J Osaka Un iv Dent Sch,1987,27:101-1094 Mashimoto M,Akagawa Y,et al.Si ngle-crystal