本文是一篇医学论文，本试验寻求一种在组织学性能、理化性质及力学性能等方面与人体骨组织相近甚至相同的骨修复材料，一直是骨修复材料领域的发展方向，大量研究充分证明TBC作为一种异种骨材料可以很好地应用于临床上骨缺损修复领域。
第一章 文献综述
1.动物骨资源的浪费
由于人口增加，越来越多不同肉类和肉制品消费的同时，也带来了大量的动物骨副产物，全球动物骨废物普遍增加。我国作为畜牧业大国，养殖业迅猛发展，畜禽产量居世界前列[1]。每年都有大量家畜被屠宰，动物骨约占动物体重的20 %~30 %，资源非常丰富[2]。骨骼作为畜禽屠宰后的主要副产物，长久以来，由于人们观念、技术水平与装备适应性差等原因，导致动物骨资源未得到有效的利用，尽管目前我国对动物骨的利用水平日渐提高，但仍然存在较大的局限性，深加工利用率不足 10 %，每年都有大量的动物骨仅被用于加工低端产品或直接被遗弃[3,4]，使得这一资源综合利用率低，造成大量浪费。
废弃动物骨的开发利用及发展前景具有积极意义，可作为功能材料应用在食品、工业、医药、农业等领域，实现资源再利用，提升屠宰副产品价值，变废为宝。同时，从社会层面来说，21世纪经济发展的核心是资源的高效和循环利用[4]，将废弃骨材料利用可以避免资源的浪费，且动物骨的利用可以避免因处理不当而相继带来的环境污染，因此，如何有效利用这一资源具有重要的研究意义。
2.骨缺损及其治疗现状
骨是人和动物机体内最重要的器官之一，在机体生理活动中发挥着不可替代的作用，包括对其他重要器官的保护、运动和支持、血液生产、矿物质储存和稳态、血液pH调节、多祖细胞的居住和其他。骨骼的健康完整对机体来说意义重大[5,6]。
骨关节炎、骨髓炎、骨关节创伤、骨组织坏死、骨结核病、骨肿瘤等骨科疾病的频繁发生[7-9]，先天缺陷、严重创伤和社会老龄化加剧伴随的骨质疏松症、成骨不全症、肾性骨营养不良症等骨病的发病率正在增加[8,10]，继而引起的骨缺损已成为严重影响人们生活质量的健康问题，近年来，骨质疏松症与高血压和糖尿病一起被认为是影响全球人口的最重要疾病之一[7]，骨缺陷及其相关疾病引起了公众对公共卫生的极大关注[8]。全球每年约有数百万人受到影响骨骼的疾病的影响[9,11]，仅在美国，就有超过50万例骨缺损修复，美国的成本超过25亿美元，而欧盟的成本估计约为400亿欧元，到2025年将增加25 %[7]。
骨移植修复重建是目前治疗骨缺损行之有效的方法[12]，是仅次于输血的第二常见的组织移植[13]，对它的需求将越来越大[14]，有报道预计在不久的将来，髋关节置换的总数将增加到约272,000例，其中大多数就需要人工骨移植[15]。尽管近年来在骨修复方面取得了很大的进展，但由于骨修复是一个复杂的过程，真正的骨缺损形态和功能重建仍面临着巨大的挑战[9]，目前临床医生和科研人员面临的主要难题是如何经济而有效的修复骨缺损区域，并解决因骨缺损带来的治疗障。因此，临床上对骨移植修复材料的需求日益增高。
第二章 β-TCP/HA/GO材料的制备及其表征
2.1材料和方法
2.1.1材料和仪器
2.1.1.1试验材料
试验所用胎牛骨由甘南大草原养殖场提供；氨、(NH4)2HPO4、Ca(NO3)2·4H2O购自科龙化工；氧化石墨烯(GO)(>纯度99.0%)从阿拉丁(中国上海)获得；所有试验均使用去离子水；所有化学品均为分析级，使用时未进行进一步纯化。
2.1.2试验方法
2.1.2.1 β-TCP材料的制备
将新鲜的胎牛骨剔除骨表面的肌肉和其他组织后，在去离子水中煮沸1 h~2 h，自然晾干后，使用环钻钻取股骨头和股骨远端松质骨，再使用小型钢锯切割胎牛松质骨至形状大小相同的长方体骨块，0.5 cm×0.5 cm×1 cm的长宽高，然后将切割好的骨块放入加热至100 ℃的去离子水中，去离子水每间隔1 h更换1次，换液数次，反复进行，直到去离子水中不再存在油脂。取出骨块，将其放入浓度为0.25 mol/L 的NaO H溶液中进一步90 ℃水浴加热，每间隔30 min更换1次NaOH溶液，直至骨块无脂无糖，NaO H溶液至澄清。使用10 %浓度的H2O2溶液来漂白骨块，持续10~20 min，再用去离子水冲洗漂白好的骨块，每次冲洗20 min，直至骨块表面再无H2O2溶液残留，最后干燥备用。马弗炉内800 ℃条件下高温煅烧备用骨块，煅烧6 h后关闭马弗炉电源，待炉内温度自然下降至冷却后取出TBC骨块，超声清洗并烘干后，于室温条件下封闭于浓度为0.50 mol/L的(NH4)2HPO4溶液中24 h，封闭结束后进一步超声清洗并烘干，再次放到马弗炉中并在1000 ℃条件下进行二次高温煅烧，持续煅烧4 h，关闭马弗炉电源，待炉自然冷却，取出制得的TBC骨块至4 ℃，留置备用[98]。
2.2结果
2.2.1材料外观形态
材料的表面形貌如图2-2所示，β-TCP材料保留了天然松质骨的多孔状空间结构，且孔径和孔隙率也与天然松质骨相似，呈白色蜂窝状多孔结构，经HA-GO复合材料修饰后，β-TCP/HA/GO是一种灰色的、具有多孔结构的复合材料。
第三章 β-TCP/HA/GO 材料的细胞相容性评价 ......................... 22
3.1 材料和方法 ..................................... 22
3.1.1 材料与仪器 .............................. 22
3.1.2 试验方法 ............................. 23
第四章 β-TCP/HA/GO 材料成骨分化能力的检测 ................. 31
4.1 材料与方法 ........................................ 31
4.1.1 材料与仪器 .................................. 32
4.1.2 试验方法 ........................................ 33
第五章 结论................................. 43
第四章 β-TCP/HA/GO材料成骨分化能力的检测
4.1 材料与方法
4.1.2试验方法
4.1.2.1矿化结节染色法
试验组设置为：空白对照组、β-TCP材料、HA-GO复合材料、β-TCP/HA/GO复合材料组。取对数生长期细胞，将2×105个/mL细胞分别与各组材料于6孔板中，隔天换液，共培养7 d后，吸去六孔板中的细胞培养基，用PBS冲洗2~3次。每孔加入 2 mL 4 %的多聚甲醛溶液后，室温条件下固定30 min。吸去固定液，用PBS 轻柔洗涤2~3 次，确保将固定液清洗彻底。每孔加入2 mL 0.1 %茜素红工作液，室温下染色5~10 min。吸去茜素红染色液，用PBS 轻柔洗涤 2~3次，充分洗去多余染色液。每孔加入2 mL PBS，将培养板置于显微镜下观察矿化结节情况。
4.1.2.2碱性磷酸酶（ALP）定量检测法
试验组设置为：空白对照组、β-TCP材料、HA-GO复合材料、β-TCP/HA/GO复合材料组。将上述各组材料分别放入24孔板内，每组均接种0.5 mL MC3T3-E1细胞悬浮液(2×104个/mL)，每2 d更换1次培养基，10 d后弃去培养基，PBS冲洗1~2次，加入细胞裂解液，分别收集各材料组的细胞，4 ℃冰浴震荡30 min，12000 r/min、4 ℃离心1 h，取上清液。
第五章 结论
5.1全文小结
本试验以新鲜的胎牛松质骨为异种骨材料，经过两次高温煅烧，得到β-TCP材料，并采用原位共沉淀HA-GO复合材料，后又将β-TCP材料浸泡在HA-GO复合材料溶液中，制备获得β-TCP/HA/GO复合材料。对其进行了表征，弹性模量结果表明，β-TCP材料表面经HA和GO修饰后提高了原材料的刚度，即力学性能。同时以小鼠的MC3T3-E1为细胞材料，对生物安全性、细胞相容性和成骨能力进行研究，体外细胞相容性试验表明，该复合材料无毒、生物相容性好，MC3T3-E1细胞在β-TCP/HA/GO复合材料上增殖良好，可作为良好的细胞生长和粘附模板。模拟矿化结果表明，β-TCP/HA/GO复合材料能有效地刺激矿化行为，证明了β-TCP/HA/GO复合材料的骨整合能力，且β-TCP/HA/GO复合材料促进了MC3T3-E1细胞ALP的表达，也提高了其成骨COLΙ、OCN、BMP-2和BMP-7等基因mRNA的表达。综上，β-TCP/HA/GO复合材料可应用于生物医学领域，如骨替代或修复材料。
参考文献（略）