羥基磷灰石二氧化鋯泡沫陶瓷材料的孔隙率及抗壓強(qiáng)度

羥基磷灰石二氧化鋯泡沫陶瓷材料的孔隙率及抗壓強(qiáng)度

氧化鋯zrro細(xì)胞毒性二氧化鋯和二氧化鋯是骨骼的主要有機(jī)成分，具有優(yōu)異的生物兼容性，但強(qiáng)度低，彈性低。二氧化鋯（zro）。細(xì)胞毒性:是由細(xì)胞或化學(xué)物質(zhì)引起的單純細(xì)胞殺傷事件,不依賴于凋亡或壞死的細(xì)胞死亡機(jī)制,有時(shí)需要進(jìn)行特定物質(zhì)細(xì)胞毒性檢測,比如藥物篩選。細(xì)胞毒性檢測主要是根據(jù)細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變來進(jìn)行的檢測。0引文語境羥基磷灰石是骨的主要無機(jī)成分,具有優(yōu)異的生物相容性,已被廣泛用于許多組織的修復(fù),以改善骨植入物的直接接觸,最終減少愈合時(shí)間1材料和方法1.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)1.2時(shí)間和地點(diǎn)1.3材料表面羥基磷灰石/ZrO1.4實(shí)驗(yàn)方法1.4.1烷基磷灰石和zro采用箱式電阻爐對ZrO采取兩步浸涂法涂覆梯度羥基磷灰石涂層。第一次浸涂漿料配比為:ZrO1.4.2陶瓷孔隙率與比主體測定浸入飽和陶瓷試樣的水體積與飽和陶瓷試樣本身的總體積,二者之比換算可得出陶瓷孔隙率。具體步驟:(1)稱量完全干燥的陶瓷試樣質(zhì)量,計(jì)為M1.4.3抗壓強(qiáng)度的計(jì)算進(jìn)行抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)時(shí)分別計(jì)算泡沫陶瓷材料名義抗壓強(qiáng)度與實(shí)際抗壓強(qiáng)度。名義抗壓強(qiáng)度由泡沫陶瓷材料所受壓力除以陶瓷整體表面積得出,表示泡沫陶瓷材料的整體抗壓強(qiáng)度大小。實(shí)際抗壓強(qiáng)度由泡沫陶瓷材料所受壓力除以陶瓷的實(shí)際受力面積(即除去空隙面積后余下的實(shí)際面積)得出,表示泡沫陶瓷材料實(shí)際受力的強(qiáng)度大小。實(shí)驗(yàn)采用了CMT5105微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī),加載速率為40N/min,直至試樣碎裂。1.4.4背景菌落正常觀察選擇選鼠傷寒沙門氏菌突變型菌株TA97a、TA98、TA100、TA102、A1535,采用標(biāo)準(zhǔn)平板摻入法進(jìn)行回復(fù)突變實(shí)驗(yàn)。S9代謝活化系統(tǒng)中TA97a組、TA98組、TA100組、TA102組、A1535組的陽性對照化合物分別選用9-氨基吖啶緣酸鹽一水合物組、2-硝基芴、疊氮鈉、過氧化氫異丙苯、疊氮鈉。將1.6mL融化的上層瓊脂(含0.5mmol/L生物素-組氨酸溶液)加入無菌試管中,置于(48±3)℃水浴鍋中備用。取1只裝有1.6mL上層瓊脂的試管,依次加入0.08mL菌液、0.08mL不同濃度受試物、0.4mL磷酸鈉緩沖液或S9代謝活化系統(tǒng)。將試管中的各成分迅速混合均勻后,分別向GM瓊脂板中每孔加入0.54mL。每個(gè)受試物濃度3個(gè)復(fù)孔。將6孔板置于室溫15min,直至上層瓊脂固化。之后,將6孔板倒置,放在(37±3)℃培養(yǎng)箱中孵育74h,人工計(jì)數(shù)形成的克隆數(shù),然后用10倍解剖顯微鏡觀察背景菌斑的情況。如果孵育后不能馬上計(jì)數(shù),可將6孔板放在4℃保存1周時(shí)間。對6孔瓊脂板中每個(gè)孔內(nèi)形成的克隆進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù),并與DMSO對照組比較,計(jì)算克隆增加的倍數(shù)。如果克隆數(shù)呈劑量依賴性增加,或克隆數(shù)較DMSO對照組增加3倍以上,可視為有致突變作用。此外,鏡下觀察背景菌落情況,按分級打分:0表示背景菌落正常;1表示背景菌落有輕微的減少、變薄;2表示背景菌落有中等程度的減少、變薄;3表示僅有少量背景菌落存在;4表示沒有觀察到背景菌落存在取凍存的L929細(xì)胞系,37℃快速解凍后,加入2mLRPMI1640完全培養(yǎng)基,1200r/min離心3min,棄去上清,然后再加入3mL對應(yīng)的完全培養(yǎng)基,37℃、體積分?jǐn)?shù)5%CO細(xì)胞存活率(%)=(A1.4.6細(xì)胞黏附狀態(tài)的觀察高溫滅菌羥基磷灰石/ZrO堿性磷酸酶分泌量檢測免疫組織化學(xué)檢測Ⅰ型膠原表達(dá)掃描電鏡觀察細(xì)胞爬行及黏附狀態(tài):培養(yǎng)第14天,將與細(xì)胞共培養(yǎng)的材料取出,4℃預(yù)冷PBS漂洗后,2.5%冷戊二醛固定24h;吸出固定液,用PBS漂洗,徹底除去戊二醛;乙醇梯度脫水,乙酸異戊酯置換,臨界點(diǎn)干燥,表面噴金后掃描電鏡觀察。1.5主要觀察指標(biāo)羥基磷灰石/ZrO1.6統(tǒng)計(jì)分析建立資料數(shù)據(jù)庫,導(dǎo)入SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量采用2結(jié)果的結(jié)果2.1烷基磷灰石和zro在添加造孔劑的情況下,采用高溫?zé)Y(jié)法制備出羥基磷灰石/ZrO2.3烷基磷灰石和zro羥基磷灰石/ZrO2.4羥基磷灰石/zro細(xì)胞毒性試驗(yàn)受試物的致突變作用(-S9):在不存在代謝活化體系的情況下,不同濃度羥基磷灰石/ZrO受試物代謝產(chǎn)物的致突變作用(+S9):在存在代謝活化體系的情況下,不同濃度羥基磷灰石/ZrO細(xì)胞毒性:背景菌落由依賴組氨酸的細(xì)菌微小克隆形成,可通過10倍顯微鏡觀察。受試物羥基磷灰石/ZrO2.5對象的提取實(shí)驗(yàn)組、陰性對照組、陽性對照組的細(xì)胞存活率分別為99.22%,99.97%,41.98%;實(shí)驗(yàn)組、陰性對照組細(xì)胞存活率高于陽性對照組(P<0.01),實(shí)驗(yàn)組與陰性對照組細(xì)胞存活率比較差異無顯著性意義(P>0.05),見圖4。2.6細(xì)胞免疫及形態(tài)觀察堿性磷酸酶分泌量:隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,堿性磷酸酶的分泌量增加,其中3d分泌量為52.55U/L,7d分泌量為57.34U/L,10d分泌量為61.58U/L,14d分泌量為72.83U/L,見圖5;χⅠ型膠原表達(dá):共培養(yǎng)第14天,免疫組織化學(xué)顯示細(xì)胞較為均勻的分布于材料之上,并且可見大量Ⅰ型膠原,見圖6。細(xì)胞爬行及黏附狀態(tài):掃面電鏡觀察可見材料表面均勻分布著間充質(zhì)干細(xì)胞,細(xì)胞黏附良好且數(shù)量較多,見圖7A,其中紅色部分圓球狀為間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞核,細(xì)小灰色部分(條索樣狀)為該細(xì)胞的樹突與軸突;細(xì)胞生長正常,形態(tài)良好,見圖7B。3cck-8細(xì)胞培養(yǎng)材料研究顯示以石墨粉末作為造孔劑制備的羥基磷灰石/ZrO研究表明,人工材料表面粗糙和多孔隙的支架結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞的黏附、分化,并且當(dāng)材料孔隙率達(dá)78%左右時(shí)為確保材料植入體內(nèi)后不會產(chǎn)生有害物質(zhì)危及生命在確定材料安全性后,可將羥基磷灰石/ZrO羥基磷灰石/ZrO2泡沫陶瓷材料的孔隙率為(76.72±0.75)%,名義抗壓強(qiáng)度為(2.71±0.40)MPa,實(shí)際抗壓強(qiáng)度為(11.60±1.35)MPa;該材料及其代謝物無細(xì)菌毒性;CCK-8毒性實(shí)驗(yàn)說明該材料無細(xì)胞毒性;將材料與人工誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源間充質(zhì)干細(xì)胞體外培養(yǎng)后,細(xì)胞具有一定的增殖及成骨分化能力,且細(xì)胞形態(tài)良好,為該材料進(jìn)一步的體內(nèi)研究及臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)。作者貢獻(xiàn):全仁夫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)實(shí)施為柴樂、呂建蘭、黃小龍、張燦、任偉凡,實(shí)驗(yàn)評估為錢建勝,資料收集為柴樂成文,柴樂審校。經(jīng)費(fèi)支持:該文章接受了“浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技項(xiàng)目(2014KYA191)、浙江省重大科技專項(xiàng)(2014C03031)”的資助。所有作者聲明,經(jīng)費(fèi)支持沒有影響文章觀點(diǎn)和對研究數(shù)據(jù)客觀結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析及其報(bào)道。利益沖突:文章的全部作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。寫作指南:該研究遵守國際醫(yī)學(xué)期刊編輯委員會《學(xué)術(shù)研究實(shí)驗(yàn)與報(bào)告和醫(yī)學(xué)期刊編輯與發(fā)表的推薦規(guī)范》。文章查重:文章出版前已經(jīng)過專業(yè)反剽竊文獻(xiàn)檢測系統(tǒng)進(jìn)行3次查重。文章外審:文章經(jīng)小同行外審專家雙盲外審,同行評議認(rèn)為文章符合期刊發(fā)稿宗旨。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)聲明:該文統(tǒng)計(jì)學(xué)方法已經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)校生物統(tǒng)計(jì)學(xué)專家審核。文章版權(quán):文章出版前雜志已與全體作者授權(quán)人簽署了版權(quán)相關(guān)協(xié)議。開放獲取聲明:這是一篇開放獲取文章,根據(jù)《知識共享許可協(xié)議》“署名-非商業(yè)性使用-相同方式共享4.0”條款,在合理引用的情況下,允許他人以非商業(yè)性目的基于原文內(nèi)容編輯、調(diào)整和擴(kuò)展,同時(shí)允許任何用戶閱讀、下載、拷貝、傳遞、打印、檢索、超級鏈接該文獻(xiàn),并為之建立索引,用作軟件的輸入數(shù)據(jù)或其它任