三种不同骨支架材料力学性能对比探究［摘要］目的：支架材料是骨组织工程研究的一个重点，骨支架材料除要求有良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性、诱导性等外，还要有良好的力学性能。目前骨支架材料较广，对不同材料力学性能的研究很有必要。方法：通过物理、化学处理获得松质骨支架和目前常用的高分子材料进行材料力学性能测试。结果：几种不同密度松质骨支架弹性模量高于多孔聚乙烯，也高于复合材料，密度同样是0.44g/cm3,松质骨支架是多孔聚乙烯支架的4倍；在3%大应变条件下人工复合材料没有发生材料屈服。结论：在小应变范围内四种材料都具有较好的弹性，在大应变条件下人工复合材料优于中、低密度的生物衍生松质骨。支架材料的使用应注意不同材料的力学性能，在临床中合理使用。［关键词］骨组织工程；支架材料；力学性能；弹性模量［］R318.08［文献标识码］B［］1673-7210(2010)11(b)-116-02支架材料是骨组织工程研究的一个重点。骨支架材料要求除良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性、诱导性外,还需良好的力学性能［1］。支架材料植入体内，需要支架材料与相邻组织的力学性能相匹配［2］,因此对各种支架材料的力学性能需要应有足够的认识。尽管对松质骨力学性能的研究很---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---多[3-4],但很少有对不同支架材料的力学性能进行对比。本文对生物衍生松质骨、多孔聚乙烯、聚乳酸、聚軽基乙酸、磷酸三钙共聚物的力学性能作了对比研究。由于生物衍生骨已被广泛应用于骨缺损的临床治疗，研究中选择了四种不同密度的生物衍生松质骨作为样本。1材料与方法1.1试样的制备参照第四军医大学等生物衍生松质骨（bio-derivedcancellousbone,BDCB）的制作过程[5]:选用新鲜成年牛股骨端部，去除所附软组织、软骨组织及周边皮质骨量，制成10mmX5mmX5mm的松质骨长方体骨块，长向沿承重方向。用5（TC清水反复冲洗并清除骨髓（可用超声波清洗），用蒸馆水浸洗12h,恒温（37。0烘干箱烘干；将骨块放入1:1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脱脂12h（室温），取出骨块用蒸馆水浸洗2h后烘干；再放入37°C.30%的H202溶液中脱蛋白36h,用蒸馆水于室温下浸泡透析12h；取出骨块干燥后将骨块再次放入1：1氯仿/甲醇溶液中浸泡、脱脂12h（室温），取出骨块用蒸馆水浸洗；然后用乙醇浸泡24h,取出用蒸馆水冲洗、浸泡24h,再烘干；60Co灭菌消毒，封存保留、待用。松质骨支架如图1。选择四种表观密度0.25、0.44.0.56、0.69g/cm3的BDCB作为样品。高分子材料-多孔聚乙烯(porouspolyethylene,PPE),---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---聚乙烯经过发泡获得的多孔、连通的聚乙烯支架，支架为10mmX5mmX5mm的长方体，表观密度为0.44g/cm3o复合材料-聚乳酸、聚務基乙酸、磷酸三钙共聚物支架，支架为10mmX10niinX9mm的长方体，表观密度为0.28g/cm3(PLGA-TCP,由清华大学一次成型中心提供见图1»1.2样品压缩性能的检测方法将样品纵向立于材料万能实验机(Instran)的加载平台上与加载平台垂直，上下面与加载平台平行。施加垂直压力，横梁移动速度为1mm/min,应力-应变曲线直接给出。正常的生理应变范围为100〜3000H£[6-8]o按正常生理应变范围分别计算弹性模量。2结果三种支架材料的应力-应变曲线见图2ao表观密度为0.25.0.44g/cm3的BDCB在3%的应变范围内出现屈服。以表观密度0・44g/cm3BDCB的应力-应变曲线为例，随着应变增加，在很小应变范围内应力近似线性增加，接着非线性增加，并形成第一个波峰；达到5000ue时应力达到极大值2.2MPa,BDCB有部分骨小梁开始屈服，应力又有所下降后继续增加，形成持续时间更长的第二个波峰。应变在正常生理应变3000n£范围内应力-应变曲线见图2b,三种材料支架的应力与应变关系从整体上看都近似线性关系。如果从小应力范围看（0〜0.1MPa）,应力-应变曲线见图2c,在0〜500Ue应变范围内应力与应变近似线性关系。按不同应变范围分别给出弹性模量见表lo在三种支架材料中，不同密度BDCB支架的弹性模量都高于PLGA-TCP和PPE支架，密度同样是0.44g/cm3,BDCB的弹性模量约是PPE---本文于网络，仅供参考...