1、骨科生物材料在近半個世紀經(jīng)歷了飛速發(fā)展，但作為應用最為廣泛的內(nèi)植物，傳統(tǒng)金屬材料仍面臨應力遮擋和骨—植入物界面結合兩大問題，普遍存在于脊柱、關節(jié)、創(chuàng)傷等領域。以多孔鉭為代表的多孔金屬是近年來出現(xiàn)的一種新型骨科生物材料，具有與松質(zhì)骨骨小梁結構相似的孔隙結構，適合骨組織長入的孔隙大小及與骨組織相近的彈性模量，是目前生物材料領域的研究熱點。鈮具有良好的生物相容性，且可通過上調(diào)堿性磷酸酶活性增強成骨細胞功能表達，促進成骨。本研究通過泡沫浸漬技術

2、與粉末冶金技術制備具有良好孔隙結構及生物力學性能的多孔鉭鈮合金，并通過體外與MC3T3-E1細胞共培養(yǎng)及體內(nèi)植入實驗評價其組織相容性，為多孔鉭鈮合金的臨床應用提供實驗依據(jù)。
　　2、多孔鉭鈮合金的制備及性能
　　目的:制備多孔鉭鈮合金并測定其理學性能。
　　方法:結合粉末冶金法和膠體浸漬法，通過成分設計制備三種不同Nb含量（5％，10％以及15％）的Ta-Nb多孔金屬并通過SEM，光學顯微鏡，力學試驗機等分別對材料的孔

3、隙度，孔隙結構，微觀結構，力學強度以及彈性模量進行觀察和表征。通過優(yōu)化和選擇，找到適合的Ta-Nb多孔合金成分以及制備該材料的最優(yōu)化的工藝。
　　結果:通過SEM和光學顯微鏡以及密度測試，三種成分的多孔材料兼具有55％左右的孔隙率，開孔率在95％左右，孔隙大小在400μm左右，這些參數(shù)與材料的成分變化關系不大;通過壓縮試驗和抗彎試驗，發(fā)現(xiàn)隨著Nb含量的增加彈性模量和壓縮強度在10％含量的Nb時，抗壓強度為83.43MPa，彈性模量

4、為2.54GPa，壓縮曲線顯示該材料具有良好的應力塑性平臺。
　　結論:通過粉末冶金和膠體浸漬法成功制備出Ta-Nb多孔材料。在Nb含量10％的多孔鉭鈮合金具有最佳的孔隙結構、開孔率及力學性能指標。
　　3、多孔鉭鈮合金體外對成骨細胞的分子相容性研究
　　目的:探討多孔鉭鈮合金對小鼠成骨細胞系MC3T3-E1的分子相容性。
　　方法:通過不同濃度多孔鉭鈮合金浸提液對小鼠成骨細胞系MC3T3-E1的毒性試驗探討其安

5、全性。將MC3T3-E1細胞分別種植在多孔鉭鈮合金、多孔鉭及致密鉭鈮合金表面，進行吖啶橙染色、細胞計數(shù)及掃描電鏡觀測細胞在三種材料表面的粘附及增殖情況。應用Q-PCR技術測定MC3T3-E1與三種材料共培養(yǎng)后對Ⅰ型膠原、ALP、OC、Ki67、Interginβ1、TGF-β和Cbfα-1mRNA的表達情況，從分子水平探討多孔鉭鈮對成骨細胞功能相關基因的影響。
　　結果:材料浸提液細胞毒性實驗結果顯示多孔鉭鈮浸提液對小鼠成骨細胞系

6、MC3T3-E1的毒性級別為0-Ⅰ級，屬于無毒范圍。多孔鉭鈮浸提液對MC3T3-E1的增殖無抑制作用，與陰性對照組比較無顯著性差異。多孔鉭鈮和多孔鉭對成骨細胞的粘附能力高于致密鉭鈮合金(P＜0.05)。MC3T3-E1細胞在多孔鉭鈮及多孔鉭表面的增殖情況同樣優(yōu)于致密鉭鈮合金，細胞計數(shù)結果顯示有顯著性差異(P＜0.05)。電鏡掃描可見MC3T3-E1在多孔鉭鈮合金及多孔鉭表面生長良好，細胞數(shù)量隨時間延長而增加，并向孔隙內(nèi)部生長。Inter

7、ginβ1、Cbfα1、TGF-βmRNA在多孔鉭鈮合金及多孔鉭表面細胞中表達強于致密鉭鈮合金，多孔鉭鈮合金表面細胞對ALPmRNA的表達強于另外兩組，差異均有統(tǒng)計學意義。
　　結論:多孔鉭鈮對小鼠成骨細胞MC3T3-E1無毒性，可以促進MC3T3-E1的粘附、分化和增殖，生物相容性不亞于多孔鉭。多孔鉭鈮可上調(diào)Integrinβ1、Cbfα1、TGF-βmRNA的表達，程度與多孔鉭相近，而對ALPmRNA的上調(diào)水平甚至超過多孔鉭，

8、在分子水平提供了多孔鉭鈮對小鼠成骨細胞作用的依據(jù)。
　　4、多孔鉭鈮合金體內(nèi)組織相容性研究
　　目的:比較多孔鉭鈮合金、多孔鉭和致密鉭鈮合金的骨整合能力，探討其作為體內(nèi)植入物的可行性。
　　方法:將多孔鉭鈮合金、多孔鉭和致密鉭鈮合金棒植入新西蘭大白兔股骨遠端，分別在2w、6w、12w行X線檢查，在6w及12w取材后進行掃描電鏡和硬組織切片檢查，12w時間點取材行推出實驗。
　　結果:三組材料周圍軟組織均未見明顯排

9、異及炎癥反應，各時間點X線片均未見松動、移位，其中多孔鉭鈮合金組及多孔鉭組6w及12w時在材料兩端均有成骨現(xiàn)象，而致密鉭鈮合金未見成骨。掃描電鏡觀察可見6w時多孔鉭鈮合金及多孔鉭表面有鈣磷沉積，材料-骨結合結合面無纖維膜間隔，結合較為緊密，材料孔隙內(nèi)部同樣有新生骨小梁形成;12w時兩種材料與骨質(zhì)結合更加緊密，表面孔隙內(nèi)為新生骨組織填充，金屬小梁與骨小梁之間形成緊密地嵌合;致密鉭鈮合金與骨組織之間可見纖維組織膜。50μm厚帶材料硬組織切片