关键词: 羟基磷灰石；陶瓷；生物相容性

摘要：对自行研制出的复合活性羟基磷灰石陶瓷粉，经过体外实验、动物实验、并结合电镜观察，表明该材料是一种无毒、无溶血性、对皮肤及肌肉无刺激作用、不含热原物质的生物医用材料，在动物体内不引起排异反应，在骨创面可诱导新骨形成。说明该材料具有良好的生物相容性，可应用于临床。

分类号：R318.1; R318.08; TQ050.4^＋2

STUDY OF MANUFACTURE AND BIOCOMPATIBILITY OF

COMPLEX BIOACTIVE HYDROXYLAPATITE CERAMIC

Liu Yuehui

（First Affiliated Hospital, Jiangxi Medical College, Nanchang, 330006）

Wen Sanli

（First Affiliated Hospital, Jiangxi Medical College, Nanchang, 330006）

Xiao Zunwen

（Jingdezen Ceramic college, Jingdezhen, 333001）

ABSTRACT：Complex bioactive hydroxylapatite ceramic powder manufactured by us recently had both bioactivities of hydroxylapatite and fast self-setting characteristics. By means of SEM observation in vitro and in animal testing, we found the material had no toxicity, no hemolytic activities, no cytotoxicity in vitro, and no irritation to muscle or skin. Bone tissue of the animal could grow gradually into the alveolate structure and link up firmly with the material. All results indicated that the complex bioactive hydroxylapatite ceramic had good biocompatibility.

Keywords：Hydroxylapatite; Ceramic; Biocompatibility▲

0引言

羟基磷灰石人工骨材料作为一种骨代用品已引起国内外学者广泛注意，是目前国内外生物材料学领域研究重点课题之一。许多研究结果均已证实羟基磷灰石是一种无毒、无致癌作用及具有良好生物相容性的生物材料。几年来临床应用和观察，发现羟基磷灰石颗粒过松散，不能凝结成形，使用时操作极为不便，在骨创面易发生植入材料的流失，且抗压性能差。据此，经反复研究，合成了快速凝结的复合活性羟基磷灰石陶瓷粉，其一方面保留有羟基磷灰石陶瓷的生物学特点，另一方面具有加入适量生理盐水后快速凝结成形的优点。本文旨在评价复合活性羟基磷灰石陶瓷粉的生物相容性。

1实验材料

将分析纯的(NH₄)₂HPO₄、Ca(NO₃)₂与分析纯的NH₄OH、ZrO₂粉按一定比例混合，经共沉淀反应后，抽滤、烘干，在1220℃～1250℃条件下煅烧制成溶块，再经磨细(平均粒径小于40μm)，即制得羟基磷灰石与氧化锆的混合材料。又将分析纯的CaCO₃、Al₂O₃、CaF₂按一定比例混匀磨细，经1250℃～1300℃煅烧制成溶块，磨细(平均粒径小于40μm)，制得无机快硬材料。再将羟基磷灰石与氧化锆的混合材料与无机快硬材料按一定比例混匀，即制得复合活性羟基磷灰石陶瓷粉。该材料为乳白色、无臭无味，细微粉料，颗粒度过250目筛，密度1.2～1.5g/cm³，抗折强度2.5～3.2MPa，材料与生理盐水按1∶0.6比例调匀后成胶冻状，可根据临床需要即刻塑形，30min左右干固硬结。

2生物相容性试验

2.1急性毒性试验

取健康SD大鼠10只，体重90～120g，雌雄兼有，预先查体重及血常规、血小板。取经高温高压消毒后陶瓷粉，用生理盐水配成1g/ml混悬液，在无菌条件下注入大鼠腹腔内，观察72h，记录动物有无死亡或不良反应。

2.2亚急性毒性试验

(1)取经高温高压消毒后陶瓷粉，用生理盐水配成0.1g/ml及0.01g/ml混悬液，分别作为高剂量及低剂量实验组，生理盐水为空白对照组。

(2)取健康SD大鼠30只，雌雄兼有，体重82～90g，随机分为三组，每组10只，皆预先查体重、血常规、肝肾功能及血清总蛋白与白蛋白含量。实验组于上午9时灌胃给材料混悬液，剂量为1g/kg和0.1g/kg，隔日1次，连续25日，对照组同时灌给等量生理盐水。实验期间测量动物体重变化，观察其活动。第26日处死动物，处死前由颈动脉取血，检查血常规及肝肾功能、血清蛋白含量，处死后剖取肝、脾、肾上腺、胸腺分别称重，并做病理检查。

2.3溶血试验

(1)取8ml抗凝新鲜兔血，加入10ml生理盐水稀释，再取稀释后兔血0.2ml加入10ml 1%碳酸钠溶液使其溶血，在72-1型分光光度计上测其光密度，当波长为545nm时，读数为1.0～0.9。

(2)取消毒后陶瓷粉5g，加入10ml生理盐水混匀，放入37℃水溶30min，然后取0.2ml稀释兔血加入试管中缓慢混合，在37℃水溶液中保温60min。

(3)阳性对照组用0.2ml稀释兔血加入10ml 0.1%碳酸钠溶液；阴性对照组用0.2ml稀释兔血加入10ml生理盐水，培养60min后，所有试管离心5min，吸取上清液，移入分光光度计测杯中，在波长545nm下测定光密度，按下式计算溶血百分率：

试验重复3次，每次取不同兔血，以避免个体差异。

2.4皮内试验

(1)取消毒陶瓷粉10g，放入20ml聚乙烯二醇-400中，贮于硅硼玻璃容器内，在高压锅内经121℃、60min加热，取出后冷却，加入100ml生理盐水稀释。另用20ml聚乙烯二醇-400进行同样处理为对照组。

(2)选健康雌雄白兔各1只，剪去脊柱两侧兔毛，一侧皮内注射10个点，各点注射0.2ml试样浸提液，另一侧取5个点，各点注射0.2ml空白对照液。注射后24、48及72h检查注射部位，按数量等级对观察到的结果进行评定。

2.5热原试验

(1)取消毒陶瓷粉5g，加入10ml生理盐水配成混悬液，装入经清洁液处理过的玻璃容器内，再放入37℃水溶30min，冷却后用2500r/min离心20min，取上清液受试。

(2)采用鲎实验评价材料是否含热原性物质。鲎试剂由福建省厦门市药检所提供，鲎实验用常规试管法。

2.6体外细胞毒性试验

(1)取陶瓷粉200g，经超声波清洁后，酒精洗涤，蒸馏水冲洗，重蒸水再冲洗，干燥，再加入生理盐水100ml，在121℃下浸泡1h，于无菌条件下过滤，将滤液高温高压消毒，使用前调整其pH值。

(2)取多份健康成年人血，混匀后在无菌条件下提取淋巴细胞，再将淋巴细胞悬液加入至TCMedillm 199培养液内，使瓶内液达2ml,每毫升培养液内含淋巴细胞4×10⁶个，计40瓶，实验组及对照组各20瓶，分别加入材料浸提液及生理盐水0.5ml，均置于37℃±0.5℃恒温下培养24h，再于每一瓶内加入³H-TdR 2μCi后继续培养。培养期间定期用相差显微镜观察细胞生长情况。96h终止培养，将细胞悬液移于直径2.5cm玻璃纤维滤膜纸上，干燥后放入装有2ml二甲苯闪烁液的杯中，用LS-5801液体闪烁计数器测定放射性强度(cpm值)。

2.7肌肉内植入试验

取健康大白兔10只，雌雄兼有，体重3.2±0.5kg，术前1日双侧臀部脱毛备皮。2.5%戊巴比妥钠25ml/kg耳缘静脉注射作静脉麻醉。取一定量材料，用生理盐水调匀后，即刻制成直径为2cm球形陶瓷胚件，待其自然干燥成形后，在严格无菌条件下，将球形陶瓷胚件植入双侧臀部肌肉内。

分别于术后1、2、3、4、6月处死动物各2只，将其植入部位肌肉及植入陶瓷胚件一起切下，10%福尔马林固定24h后，取出陶瓷胚件，包裹组织及肌组织做常规组织切片，HE染色，作光学显微镜观察。

2.8骨内植入试验

取健康大白兔10只，雌雄兼有，体重3.3±0.5kg，术前1日右侧大腿部脱毛备皮。2.5%戊巴比妥钠25mg/kg经耳缘静脉注射作静脉麻醉，在严格无菌条件下，暴露股骨中段，用电钻磨除股骨中1/3段、1/2周径皮质骨，注意勿损伤骨髓质，用陶瓷粉经生理盐水调匀后，即刻制作与缺损骨质范围一致的陶瓷板，待其自然干燥成形后植入陶瓷板，再分层缝合骨膜、肌肉及皮肤。

分别于术后1、2、3、4、6月处死动物各2只，立即切取包括材料植入区及周围一部分骨质的复合组织块，经反复生理盐水冲洗后，再分取组织块，一部分标本经10%福尔马林固定后，脱钙，常规组织切片，HE染色；大部分标本立即用3%戊二醛固定24h后，移入1%锇酸固定2h，再用0.025mol/L磷酸缓冲液(pH7.4)漂洗3次，丙酮逐级脱水，醋酸异戊酯置换30min，临界干燥仪(日立HCP-2型)干燥，IB-3型离子浅射仪喷金，在日立S-570型扫描电镜下观察。

3结果分析

3.1急性毒<