多孔钽材料细胞毒性、生物相容性及体内成骨性研究

目的探讨国产多孔钽材料的细胞毒性和生物相容性,并通过兔骨内植入成骨示踪观察其成骨作用。方法扫描电镜观察并测量多孔钽的形态学特征。来源于新西兰胎兔颅盖骨的成骨细胞以多孔钽浸提液(实验组)及完全培养基(对照组)培养,MTT法检测多孔钽的细胞毒性及其对增殖的影响。成骨细胞与多孔钽体外复合培养,观察成骨细胞的黏附、生长及增殖。雄性新西兰大白兔24只,制备股骨髁上多孔钽棒植入模型;4只动物于术后第5天和第19天分别肌肉注射荧光素钙黄绿素和茜素红,术后10周取材,于488 nm(钙黄绿素激发光)和543 nm(茜素红激发光)波长处,激光扫描共聚焦显微镜观察多孔钽-骨界面成骨;20只动物于术后2、4、8和12周取材行大体及硬组织切片观察。结果多孔钽表面及断面可见均匀分布的三维立体连通孔隙结构。MTT法检测显示实验组与对照组细胞随培养时间的延长,其OD值的差异均无统计学意义。扫描电镜显示复合培养早期,细胞在多孔支架表面和孔壁上黏附,相互连接;晚期汇合成片并分泌细胞外基质覆盖材料表面。体内成骨实验显示植入的多孔钽棒与宿主骨结合紧密。硬组织切片显示术后2、4周时多孔钽-骨界面已出现新生骨及小血管,并向孔隙内生长;8、12周时多孔钽表面和孔隙内已长满新生骨组织,新生骨小梁已发育成熟并与材料直接接触。激光共聚焦扫描显微镜显示多孔钽-骨界面及孔隙内可见绿色荧光(钙黄绿素)和红色荧光(茜素红)标记的新生骨组织,红色荧光带位于绿色荧光带周围,早期均呈不连续性,晚期则融为一体。结论国产多孔钽材料无细胞毒性,具有良好的生物相容性,多孔钽-骨界面为接触及传导性成骨并呈时间依赖性。