CN105770993B - 一种磁化异体骨及其制备方法与应用 - Google Patents

一种磁化异体骨及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁化异体骨及其制备方法与应用。本发明磁化异体骨的制备方法，包括如下步骤：将异体骨中加入磁性材料；然后置于磁场中，磁化、凝固，即得到磁化异体骨。本发明用磁性粘合剂混入异体骨中，并置入磁场进行磁化以获得磁场强度，应用于制备植入体内的异体骨材料。

Description

一种磁化异体骨及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种磁化异体骨及其制备方法与应用，属于生物医疗工程领域。
背景技术
异体骨即同种异体骨，在骨科领域应用广泛。异体骨是重建肿瘤切除后骨缺损的重要方式之一，一般分为结构植骨和填充植骨。其优点是：1、取材广泛，用量不受限制；2、结构植骨时可获得与患者切除骨相似的结构；3、愈合后可获得较好功能。其缺点是：1、不能获得即刻稳定，需要等待骨愈合时间；2、存在异体骨排斥、吸收、不愈合可能。骨水泥也是目前常用的骨组织修复材料。大多数研究证实四氧化三铁生物学实验表明不具有细胞毒性。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁化异体骨及其制备方法与应用，本发明用磁性粘合剂混入异体骨中，并置入磁场进行磁化以获得磁场强度，应用于制备植入体内的异体骨材料。
本发明提供的磁化异体骨的制备方法，包括如下步骤：将异体骨中加入磁性材料；然后置于磁场中，磁化、凝固，即得到磁化异体骨。
上述方法，具体包括如下步骤：1)将所述异体骨切割成片状，得到异体骨片；
2)将所述异体骨片的待粘合面涂覆磁化粘结剂，将其粘结成一体；然后置于磁场中，磁化、凝固，即得到所述磁化异体骨；
所述磁化粘结剂为所述磁性材料与骨水泥的混合物。
上述的方法中，所述异体骨为冷冻干燥松质骨块；
所述磁性材料为四氧化三铁和/或纳米铁粉。
本发明中，所述异体骨，又称为同种异体骨，指的是从人类不同个体内获取与制备的骨组织，符合中华人民共和国医药行业标准(YY/T 0513.2-2009)；
所述骨水泥的化学名称为聚乙烯吡咯烷酮。
上述的方法中，所述异体骨片的厚度可为0.2～2cm，具体可为2mm、8mm、2～8mm或0.2～1cm；
步骤2)中还包括将所述异体骨片的待粘合面做出至少1个凹槽的步骤，所述凹槽的形状可为半圆形或方形，所述凹槽用于增加所述异体骨片之间的附着力，同时使所述异体骨片上涂覆的磁化粘结剂增加，以增强其磁化后的磁场强度。
上述的方法中，所述磁性材料和所述骨水泥的质量比可为1：5～20，具体可为1：10、1：5～10、1：10～20或1:8～15。
上述的方法中，所述磁化粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将所述磁性材料和所述骨水泥混合，即得到所述磁化粘结剂。
本发明中，所述充磁是按照业内公知的方法对所述异体骨片粘合后的一体进行充磁，所述磁场可采用恒磁场和脉冲磁场，具体可采用充磁仪的2T恒磁场充磁。
本发明还提供了上述方法制备的磁化异体骨。
上述磁化异体骨中，所述磁化异体骨的磁场强度为10～150mT，具体可为20～30mT。
本发明磁化异体骨应用于制备用于植入体内的异体骨材料。
本发明具有以下优点：
本发明用磁性粘合剂混入异体骨中，并置入磁场进行磁化以使异体骨获得磁场强度，并应用于制备植入体内的异体骨材料；将磁化异体骨植入体内后可以在植骨内部形成一个微磁场，有利于骨的生长，以应用于骨折不愈合、骨髓炎、骨肿瘤等骨科疾病的手术治疗材料中。
附图说明
图1为本发明磁化异体骨的制备流程图。
图2为本发明实施例1中同化异体骨片的待粘合面做出凹槽的图；其中，图2(a)为半圆形凹槽，图2(b)为方形凹槽。
图3为图1中d粘合为一整体后的纵面图。
图4为本发明实施例1中磁性粘合剂的制备流程图。
图5为本发明实施例中实验组与对照组不同时间骨缺损部位骨痂形成X线射片检查结果图；其中图5 1a)-1d)为实验组的结果图，图5 2a)-2d)为对照组组的结果图。
图6为本发明实施例中实验组、对照组和空白组分别在6周后三组骨痂切片HE染色病理结果；其中图6a为实验组的结果图，图6b为对照组的结果图，图6c为空白组的结果图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，异体骨采用符合中华人民共和国医药行业标准(YY/T0513.2-2009)，具体采用冷冻干燥松质骨块(型号为SZGK-DG)；
采用的实验动物为新西兰大白兔。
实施例1、磁化异体骨的制备
一、磁化异体骨的制备：
按照图1所示的本发明磁化异体骨的制备流程，制备磁化异体骨，以下操作均与超近工作台中完成：
将家兔髂骨无菌条件下制备冷冻干燥松质骨块，将松质骨块均匀切割成片状，骨片长宽高为5mm×5mm×2mm，将切片准备粘合的一面做出3个方形凹槽(如图2(b)所示)。按照如图3所示的流程图，将四氧化三铁和骨水泥按1:10比例均匀混合的磁性粘合剂涂抹制备好的松质骨切面(粘结后磁化沾合剂层厚1mm)，将其粘合，将粘合的松质骨块放入磁场强度为2T的静磁场中瞬间充磁，待其完全凝固，即得到磁化异体骨(又称磁化兔同种异体骨)，其磁场强度为20～30mT，如图1e所示。
按照上述的方法制作体积相同的只通过骨水泥粘合松质骨块，得到同种异体骨。
二、应用：磁化同种异体骨对家兔实验性尺骨缺损愈合
1、实验材料准备
实验动物
成年雄性新西兰大白兔30只，体质量2-3kg，由天津市津南区春乐实验动物养殖场提供，所有动物进行标准兔舍圈养，卫生水及标准兔饲料喂养。本实验遵循承德医学院实验动物保护及使用规定，遵循医学伦理学要求。
2、兔尺骨骨缺损模型制备
给予所有家兔前肢毛发剃除，俯卧位固定操作台上，术区消毒铺孔单，于家兔双侧尺骨中下段部位逐层切开，显露桡骨，造成中段约5mm×5mm×5mm骨缺损区，模型制备完毕。
3、实验分组
将按照上述2兔尺骨骨缺损模型处理的30只家兔随机分为三组：实验组、对照组、空白组。实验组双侧尺骨骨缺损部位植入无菌的磁化兔同种异体骨，对照组植入无菌的非磁化的同种异体骨，空白组不做处理，逐层缝合。术后3d内给予青霉素80万单位/只，预防感染。
4、X线观察
术后1、2、4、6周行双侧前肢X射线射片检查，观察骨痂出现时间、骨痂生长情况，X射线射片检查的结果如图5所示。依据Lane-SandhuX线评分标准对骨缺损修复情况进行评价，结果如表1所示。
表1 Lane-Sandhu X线评分结果(x±s)
*:p＜0.05，与对照组比较。
由图5可知，术后1周，实验组植骨部位边缘稍模糊，部分可见少许骨痂形成；对照组边缘稍模糊，未见骨痂形成；空白组边缘骨折线清晰，未见骨痂形成。术后2周，实验组植骨部位边缘较模糊，可见外生骨痂；对照组植骨边缘稍模糊，可见少许骨痂；空白组骨缺损部位明显，未见骨痂形成。术后4周，实验组植骨部位骨折线消失，骨痂面积缩小；对照组骨缺损区骨折线模糊，周围可见大量骨痂形成；空白组骨缺损区体积缩小，局部可见少许骨痂。术后6周，实验组植骨部位愈合，骨痂面积缩小，骨缺损部位塑型较好；对照组骨缺损区骨折线模糊，周围可见骨痂；空白组骨缺损区体积缩小，局部可见少许骨痂。说明本发明磁化异体骨植入家兔的双侧尺骨骨缺损部位后，骨痂出现的时间早，骨折线消失较早，骨缺损部位愈合好。
由表1磁化同种异体骨可提高家兔尺骨骨缺损的Lane-SandhuX线评分可知Lane-Sandhu X线，与对照组及空白组比较，差异显著(P＜0.05)，说明本发明磁化异体骨的效果更好。
5、组织切片病理观察
6周摄片结束后，以骨缺损处为中心取长度约1cm的骨组织，置于4％甲醛溶液中固定24h，再置于15％EDTA-2Na溶液脱钙，脱钙结束后，经脱水、透明、浸蜡、包埋、切片及HE染色。显微镜下观察骨痂组织中破骨细胞、成骨细胞及血管数量，结果如图6所示。由图6可知，6周后，病理结果显示实验组中出现成熟的骨细胞及重建的板状骨，骨小梁数量较多；对照组中成骨细胞占多数；而空白组可见少许软骨细胞及成骨细胞，分布不规整；说明本发明磁化异体骨能对骨折的修复，能增加骨痂中的成骨细胞及毛细血管数量，使骨缺损得到更好的修复。
6、统计分析
所有数据应用SPSS17.0进行统计处理，组间比较采用单因素方差分析SNK法进行，以P＜0.05为差异有显著意义。由此统计结果可知本发明磁化异体骨能刺激骨生长，统计学上有意义。

Claims (9)

1.一种磁化异体骨的制备方法，包括如下步骤：将异体骨中加入磁性材料；然后置于磁场中，磁化、凝固，即得到磁化异体骨；
所述磁性材料为四氧化三铁和/或纳米铁粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法，包括如下步骤：1)将所述异体骨切割成片状，得到异体骨片；
2)将所述异体骨片的待粘合面涂覆磁化粘结剂，将其粘结成一体；然后置于磁场中，磁化、凝固，即得到所述磁化异体骨；
步骤2)中还包括将所述异体骨片的待粘合面做出至少1个凹槽的步骤；
所述磁化粘结剂为所述磁性材料与骨水泥的混合物；
所述磁性材料为四氧化三铁和/或纳米铁粉。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述异体骨为冷冻干燥松质骨块。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述异体骨片的厚度为0.2～2cm。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述磁性材料和所述骨水泥的质量比为1：5～20。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述磁化粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将所述磁性材料和所述骨水泥混合，即得到所述磁化粘结剂。
7.权利要求1-6中任一项所述的方法制备的磁化异体骨。
8.根据权利要求7所述磁化异体骨，其特征在于：所述磁化异体骨的磁场强度为10～150mT。
9.权利要求7或8所述的磁化异体骨在制备用于植入体内的异体骨材料中的应用。
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