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中国组织工程研究杂志年投稿须知(5)
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摘要:通过液相沉淀法合成了β-磷酸三钙,经X射线衍射验证了其晶体结构。通过两步法制备了PPF高分子,并经过酸洗、超纯水、饱和盐水洗涤提纯了产物,傅里
通过液相沉淀法合成了β-磷酸三钙,经X射线衍射验证了其晶体结构。通过两步法制备了PPF高分子,并经过酸洗、超纯水、饱和盐水洗涤提纯了产物,傅里叶红外光谱和核磁共振均证明其聚富马酸结构及分子链上存在双键,并且谱图上没有其他物质的杂峰,表明所合成的PPF具有较高的纯度。PPF常温下为淡黄色的黏性液体,其黏性随着分子量的增加而增加,实验合成的PPF数均分子质量在2 000左右,在N-乙烯基吡咯烷酮中溶解性良好。
固化时间和注射性实验结果说明,PPF固化太快,操作性能不足。PPF/β-磷酸三钙复合骨水泥中,β-磷酸三钙的加入使体系黏度增加,延缓了PPF的交联进程,与商业化的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥固化时间和注射性能相当,满足用作可注射骨水泥的基本指标。
体外矿化实验表明,PPF/β-磷酸三钙在模拟体液中浸泡7 d后,PPF/β-磷酸三钙材料中的Ca2+和PO43-与人模拟体液中的两种离子不断发生置换,有羟基磷灰石沉积在材料表面,而商业化的聚甲基丙烯酸甲酯不具备体外矿化能力。材料在人模拟体液中沉积羟基磷灰石的能力一定程度上反应了材料的生物活性,具有生物活性的材料在体内成骨过程中与周围组织形成化学键合,有助于生成新骨。
图9 聚富马酸丙二醇酯/β-磷酸三钙骨水泥体外降解过程中的形貌Figure 9 Morphology of the poly(propylene fumarate)/β-tricalcium phosphate bone cement during degradationin vitro图注:4,9周时箭头表示孔洞,12周时箭头表示孔洞尺寸。聚富马酸丙二醇酯/β-磷酸三钙表面为溶蚀降解。
体外降解实验表明,PPF/β-磷酸三钙在PBS中可发生降解,降解过程pH值变化不大,不会引起体系酸化或碱化,说明PPF/β-磷酸三钙材料降解过程较为温和,可以减少材料植入体内后对周围组织的炎性刺激。与其他研究中报道的PPF基材料6周失重率达14.72%[29],以及光交联的PPF基材料10周失重率不到10%有一些差异,这主要与PPF分子量、N-乙烯基吡咯烷酮添加量、引入的无机粉末种类和含量及交联度有关[30]。整体上来看,失重率和吸水率随时间的变化趋势一致,吸水率升高,失重率也随之升高。吸水作用在高分子材料的水解降解过程中起着至关重要的作用,通常情况下,吸水率越高,水解速率越快,进而失重率越高[31]。并且吸水作用与材料结构有关,PPF/β-磷酸三钙复合材料中PPF为非结晶型结构,再加上 β-磷酸三钙为无机材料亲水性优良,所以水分子能够渗透到材料结构中,使高分子发生水解降解。
实验初步证明,可注射 PPF/β-磷酸三钙骨水泥是一种具备体外矿化和体外降解能力的材料,具有优良的应用潜力。
作者贡献:第一作者和通讯作者构思设计实验,并与第二作者共同分析并查阅文献,第一作者起草,经通讯作者校稿。
利益冲突:所有作者共同认可文章无相关利益冲突。
伦理问题:未涉及与伦理道德冲突的内容。
文章查重:文章出版前已经过CNKI反剽窃文献检测系统进行3次查重。
文章外审:文章经国内小同行外审专家审核,符合本刊发稿宗旨。
作者声明:第一作者和通讯作者对于研究和撰写的论文中出现的不端行为承担责任。论文中涉及的原始图片、数据(包括计算机数据库)记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁,可接受核查。
文章版权:文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权相关协议。
引用本文:马正宇,杨峰,王靖,刘昌胜.可注射聚富马酸丙二醇酯/β-磷酸三钙骨水泥的体外生物活性及其降解性[J].中国组织工程研究,2016,20(52):7757-7764.
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文题释义:
聚富马酸丙二醇酯:是一种主链上带有碳碳双键的线性可降解聚酯,在一定条件下可室温固化;另一方面,其降解产物为具有生物相容性的富马酸和丙二醇,可通过机体自身新陈代谢排出体外。
β-磷酸三钙:与骨无机成分类似,生物相容性好,降解较快,有利于成骨相关细胞长入,促进血管及新骨生成。β-磷酸三钙与高分子材料复合,作为性能改良剂通常用于增强高分子材料的力学性能、生物相容性和骨传导性,以及调节材料的降解性。
背景:聚富马酸丙二醇酯具有室温固化特性,β-磷酸三钙具有良好的生物相容性,但是目前缺乏聚富马酸丙二醇酯/β-磷酸三钙复合骨水泥的系统研究。
目的:制备聚富马酸丙二醇酯/β-磷酸三钙复合骨水泥,考察其体外生物活性和降解性。
文章来源:《中国组织工程研究》 网址: http://www.zgzzgcyj.cn/qikandaodu/2021/0708/1722.html
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