中国组织工程研究杂志年投稿须知(8) -中国组织工程研究杂志社投稿

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中国组织工程研究杂志年投稿须知(8)

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摘要：

体外降解：将6 mm×12 mm(直径×高度)及8 mm× 2 mm(直径×高度)的PPF/β-磷酸三钙样品用于体外降解实验。将初始质量为mo的样品放入聚乙烯小瓶，按0.1 g/20 mL加入PBS，放入 37 ℃恒温震荡箱中进行降解实验。在指定时间取出，称质量，记录pH值、吸水率和失重率、压缩强度及表面形貌变化。

X射线衍射分析：用X射线衍射仪分析自制的β-磷酸三钙粉末晶体结构、PPF/β-磷酸三钙、聚甲基丙烯酸甲酯样品表面矿化无机成分。扫描速率0.6 (°)/min，扫描范围10°-80°，工作电压40 kV，工作电流100 mA。

凝胶渗透色谱分析：PPF高分子的分子量及其分布采用单检测凝胶渗透色谱仪进行分析，流动相为四氢呋喃，洗脱流速为1 mL/min，柱温30 ℃，以聚苯乙烯为标准样。

核磁共振波谱仪分析：产物PPF高分子的微观结构使用400 MHz、1H-核磁共振波谱仪进行检测。将PPF溶于含0.03%四甲基硅氧烷的氘代氯仿中，四甲基硅氧烷作为标准参照物，溶液置于外径5 mm的核磁管中送样检测。

傅里叶变换红外光谱分析：使用傅立叶变换红外光谱仪对产物PPF高分子的特征吸收峰进行分析。采用热涂法制样，光谱范围7 800-350 cm-1，分辨率0.09 cm-1。

场发射扫描电子显微镜分析：用扫描电镜观察8 mm×2 mm(直径×高度)的PPF/β-磷酸三钙、聚甲基丙烯酸甲酯样品表面和断面形貌，断面样品经液氮淬断制得。将样品黏附于铜质试样台上，喷金时间40 s，工作电压15 kV。

1.6 统计学分析所有实验设置3个平行样品，测得数据结果表示为均值±标准差。

2 结果 Results

2.1 β-磷酸三钙的表征结果图1是pH=7.2条件下合成并在750 ℃煅烧 2 h 制备的β-磷酸三钙粉末的X射线衍射谱图，与文献显示的谱图一致[24]。其中 27.9°、31.0°、34.3°3处强衍射峰分别对应β-磷酸三钙(214)、(0210)、(220)晶面的衍射，证明此粉末为β-磷酸三钙 PPF的表征结果图2为PPF的红外光谱图和1H核磁谱图。图2A红外结果显示，波数2 442 cm-1处对应PPF的端羟基(OH)，2 981 cm-1处对应亚甲基(CH2)峰，1 731cm-1处对应富马酸单元的羰基(C=O)官能团，1 645 cm-1处对应碳碳双键(C=C)官能团，1 000-

1 300 cm-1为碳氧键(C-O)，990 cm-1处为碳氢键(C=C-H)。图2B核磁结果中，化学位移6.8 ppm处为乙烯基质子(CH=CH)，5.3 ppm处为次甲基质子(CH)，4.3 ppm处为亚甲基质子(CH2)，1.2 ppm处为甲基质子(CH3)。以上结果经过与文献对比，可以证实为PPF结构[25-26]。 2.3 骨水泥的固化时间和可注射性结果合适的固化时间是评价可注射骨水泥操作性能的重要指标之一。图3为3种骨水泥的可注射时间和固化时间。PPF固化较快，操作性差；相比，PPF/β-磷酸三钙与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的可注射时间和固化时间相当，操作性较好；PPF相比，PPF/β-磷酸三钙固化时间延长，说明β-磷酸三钙的加入对于PPF的交联反应有一定阻聚作用。

图4为3种骨水泥可注射性的直观比较，PPF/β-磷酸三钙与聚甲基丙烯酸甲酯操作过程中，黏度适中，注射性好，骨水泥形态完整；PPF调和均匀后浆体较稀，因其固化太快，可注射时间不足，浆体在实验时间内不能顺利注射。

综上所述，PPF/β-磷酸三钙在操作性上与商业化的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥相当，具备用作可注射骨水泥的潜力，故对PPF/β-磷酸三钙进行了体外生物活性和降解行为的研究。

2.4 骨水泥体外生物活性检测结果图5为骨水泥在人模拟体液中浸泡7 d前后表面沉积羟基磷灰石的结果。图5A扫描电镜结果显示，PPF/β-磷酸三钙浸泡前β-磷酸三钙在PPF基体中分散均匀，人模拟体液中浸泡7 d后，表面有块状无机盐沉积，无机盐聚集体的尺寸在5 μm左右，但放大结果没看到结晶结构，可能初期沉积的羟基磷灰石结晶度较低；而聚甲基丙烯酸甲酯表面相貌基本没有变化。如图5B所示，X射线衍射进一步证实PPF/β-磷酸三钙组样品经人模拟体液浸泡培养7 d后，表面沉积的无机盐为羟基磷灰石；而聚甲基丙烯酸甲酯表面只能检测到二氧化锆(显影剂)无机成分，没有羟基磷灰石沉积。

2.5 骨水泥体外降解行为检测结果图6为PPF/β-磷酸三钙在PBS中体外降解时的pH值变化。结果显示，放入PBS中前3 d，pH值从初始的7.35降到7.0，之后的降解过程中，直到第63天，体系pH值维持在7.3左右，变化不大。

图7是体外降解过程中PPF/β-磷酸三钙骨水泥的吸水率和失重率变化曲线。3 d后，材料吸水率约为5.1%，失重率3.1%，增加明显；3-63 d，吸水率和失重率缓慢增加，28 d时分别为6.8%和6.6%；63-84 d内，吸水率和失重率增加迅速，可能因为材料降解在表面形成孔洞结构使吸水作用更为明显，分别从9.2%和9.3%增加到15.8%和13.5%。可以看出，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。

文章来源：《中国组织工程研究》网址: http://www.zgzzgcyj.cn/qikandaodu/2021/0708/1722.html