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双相磷酸钙/聚醚醚酮成骨性能的研究

口腔医学研究 2023年第11期39卷 1012-1017页

作者：顾腾罗桂生徐先知李俊俊王旭冉袁长永王鹏来徐州医科大学口腔医学院江苏徐州221004 徐州医科大学附属口腔医院种植科江苏徐州221000

目的:研究经双相磷酸钙改性后的聚醚醚酮复合材料的成骨性能。方法:经复合工艺加工的双相磷酸钙/聚醚醚酮复合材料作为实验组,聚醚醚酮作为对照组。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、接触角测量仪检测样品表面形状、化学成分组... 详细信息

目的:研究经双相磷酸钙改性后的聚醚醚酮复合材料的成骨性能。方法:经复合工艺加工的双相磷酸钙/聚醚醚酮复合材料作为实验组,聚醚醚酮作为对照组。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、接触角测量仪检测样品表面形状、化学成分组成和亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞与样品共培养,利用CCK-8实验检测细胞增殖特性,通过实时荧光定量PCR检测成骨基因OCN、ALP、BMP-2、RUNX2、SP7的表达。此外,通过建立大鼠股骨植入模型,将两组种植体植入大鼠股骨远端,采用Micro-CT分析种植体骨结合情况。结果:经双相磷酸钙改性后的聚醚醚酮材料表面形貌虽然未发生明显变化,但成功引入了骨生长不可或缺的钙、磷元素,并提高了样品表面亲水性(P双相磷酸钙/聚醚醚酮种植体表面拥有更多、致密的新骨形成(P双相磷酸钙改性后的聚醚醚酮明显改善了聚醚醚酮表面生物活性,提高了亲水性能,并可以促使成骨细胞的分化、增殖,从而提高种植体骨结合率。

关键词：聚醚醚酮骨结合双相磷酸钙复合材料

骨质疏松症小鼠脂肪干细胞结合双相磷酸钙陶瓷修复骨质疏松症小鼠颅骨缺损

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中国组织工程研究 2022年第1期26卷 90-95页

作者：敬劲赵珊笛陈龙彭双麟唐辉郭代金曾馨仪肖金刚西南医科大学口腔医学院四川省泸州市646000 西南医科大学临床医学院四川省泸州市646000 西南医科大学附属口腔医院口颌面修复重建和再生实验室四川省泸州市646000

背景:相关研究表明双相磷酸钙可有效重建骨质疏松症伴颅骨极量缺损动物模型的骨质缺损,另有研究展望了脂肪干细胞在骨质疏松性骨折及其继发骨缺损防治中的潜在应用前景,课题组前期研究结果表明,相较于正常脂肪干细胞,骨质疏松症小鼠脂... 详细信息

背景:相关研究表明双相磷酸钙可有效重建骨质疏松症伴颅骨极量缺损动物模型的骨质缺损,另有研究展望了脂肪干细胞在骨质疏松性骨折及其继发骨缺损防治中的潜在应用前景,课题组前期研究结果表明,相较于正常脂肪干细胞,骨质疏松症小鼠脂肪干细胞(osteoporosis adipose-derived stem cells,OP-ASCs)的体外增殖能力及成骨分化潜能显著降低。目的:探讨OP-ASCs结合双相磷酸钙对骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损的重建效果。方法:18只C57BL/6雌性小鼠随机均分为3组:空白组、双相磷酸钙组、OP-ASCs/双相磷酸钙组,建立骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损模型,空白组不植入材料,另两组分别植入双相磷酸钙、OP-ASCs/双相磷酸钙复合体。各组于第8周及12周分别处死3只小鼠,采用Micro-CT、苏木精-伊红染色、Masson染色检测其颅骨缺损部位骨形成差异。结果与结论:①术后第8周及第12周,空白组仅在颅骨缺损边缘可见少量新生骨组织,而另两组颅骨缺损部位可见明显新生骨组织,且OP-ASCs/双相磷酸钙组新生骨组织明显多于双相磷酸钙组(P双相磷酸钙组及OP-ASCs/双相磷酸钙组新生骨组织均明显多于第8周(P双相磷酸钙组新生骨组织与双相磷酸钙组的差距较第8周更为明显(P双相磷酸钙复合体对骨质疏松症小鼠颅骨极量缺损具有良好的重建效果,且重建效果较单纯双相磷酸钙更佳。

关键词：脂肪干细胞骨质疏松症卵巢切除术组织块贴壁法双相磷酸钙颅骨极量缺损骨组织工程

牙源性双相磷酸钙与两种临床骨替代材料在兔上颌窦中成骨效果的对比研究

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安徽医科大学学报 2022年第11期57卷 1699-1704页

作者：杨刚刘鑫王元银安徽医科大学口腔医学院安徽医科大学附属口腔医院合肥230032

目的制备牙源性双相磷酸钙(BCP),并与两种临床常用骨替代材料即Bio-Oss和CERASORB Mβ-磷酸三钙(β-TCP)骨粉作对比,研究其在兔上颌窦中的成骨效果。方法将离体牙煅烧制备出BCP,进行物相和元素分析,并观察表征。在兔上颌窦模型中,通过Mi... 详细信息

目的制备牙源性双相磷酸钙(BCP),并与两种临床常用骨替代材料即Bio-Oss和CERASORB Mβ-磷酸三钙(β-TCP)骨粉作对比,研究其在兔上颌窦中的成骨效果。方法将离体牙煅烧制备出BCP,进行物相和元素分析,并观察表征。在兔上颌窦模型中,通过Micro-CT和组织学分析评价其成骨能力。结果材料为羟基磷灰石(HA)和β-TCP组成的BCP,钙磷元素比为1.627∶1,BCP表面存在牙本质小管样孔和密集的颗粒样结构。动物实验显示,3个月愈合期后,BCP组有更多的新骨形成,新骨质量也更优异。结论牙源性BCP在兔上颌窦中具有较好的成骨效果。

关键词：双相磷酸钙羟基磷灰石 β-磷酸三钙上颌窦

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双相磷酸钙构建仿生骨的研究进展

中华生物医学工程杂志 2023年第5期29卷 593-600页

作者：岳莹文小林顾靖钏李全古浩张爱国南京医科大学附属无锡人民医院儿外科无锡214023 无锡市儿童医院骨科无锡214023

当先天或后天因素造成的骨缺损超出自愈范围时,需通过植骨填充缺损以促进骨修复。目前临床应用的骨修复材料包括自体骨、同种异体骨及各类人工材料,这些材料各有利弊。其中,双相磷酸钙(BCP)因其与天然骨的无机矿化相组成相似,具有较好... 详细信息

当先天或后天因素造成的骨缺损超出自愈范围时,需通过植骨填充缺损以促进骨修复。目前临床应用的骨修复材料包括自体骨、同种异体骨及各类人工材料,这些材料各有利弊。其中,双相磷酸钙(BCP)因其与天然骨的无机矿化相组成相似,具有较好的生物相容性和生物活性等优点,成为极具前景的骨组织修复材料。许多研究已证明BCP作为仿生骨的潜力。本文将结合近几年关于BCP的研究做一综述总结分析,为临床应用提供一种新思路。

关键词：双相磷酸钙骨缺损仿生骨骨修复制备技术材料特性

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双相磷酸钙生物陶瓷粉的制备及表面改性

稀有金属材料与工程 2008年第A1期37卷 630-632页

作者：杨为中尹光福周大利尤阳立军曹开阔四川大学四川成都610064

以化学沉淀法合成了双相磷酸钙(BCP)生物陶瓷粉末,以辛酸亚锡为催化剂,用丙交酯对BCP粉体进行表面接枝改性。通过X衍射分析(XRD)、化学分析、激光粒度分析、扫描电镜观测、红外光谱分析(FTIR)、热重分析等手段对改性前后粉体特性进行了... 详细信息

以化学沉淀法合成了双相磷酸钙(BCP)生物陶瓷粉末,以辛酸亚锡为催化剂,用丙交酯对BCP粉体进行表面接枝改性。通过X衍射分析(XRD)、化学分析、激光粒度分析、扫描电镜观测、红外光谱分析(FTIR)、热重分析等手段对改性前后粉体特性进行了研究;结果发现合成的BCP粉体双相晶型结构良好,HA/β-TCP比例为5.5∶4.5,Ca/P=1.54,中位径D_(50)为1.5μm,颗粒近似球形,一次颗粒粒径0.5～0.8μm BCP表面改性后粉体表面形貌变为不规则且包覆片层状晶片,丙交酯通过开环聚合接枝在无机粉体表面的羟基基团上(通过化学键合形成羧酸钙等基团)成为低聚聚乳酸,粉体表面有机基团接枝量为5%(质量分数,下同)。

关键词：双相磷酸钙生物陶瓷表面改性表面接枝丙交酯

鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷材料的制备及成骨性能研究

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鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷材料的制备及成骨性能研究

作者：邓可晗中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

研究目的:目前,HA/β-TCP双相磷酸钙陶瓷材料(biphasic calcium phosphate ceramic,BCP)因其具有高可降解性、高生物吸收率和良好生物学性能的优点,在骨重建手术中具有广泛的应用前景。BCP材料的来源大多是人工合成,其耗费大量化学试剂... 详细信息

研究目的:目前,HA/β-TCP双相磷酸钙陶瓷材料(biphasic calcium phosphate ceramic,BCP)因其具有高可降解性、高生物吸收率和良好生物学性能的优点,在骨重建手术中具有广泛的应用前景。BCP材料的来源大多是人工合成,其耗费大量化学试剂并且需要繁琐的工艺。现有研究表明,可以通过简单的煅烧从海洋鱼类中得到BCP材料。本研究通过煅烧的方式从鲳鱼骨中提取BCP,并对其成分和显微结构特征进行表征,并且通过体内外实验探究鲳鱼骨来源BCP材料的生物相容性、骨诱导性和骨传导性,旨在探索鲳鱼骨来源BCP材料作为骨支架材料的潜能。研究方法:本研究主要分为两部分:第一部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的制备及表征本实验将鲳鱼骨原料分为五组,置于正常空气条件下的石英管炉中,在5℃min的升温速率的条件下,分别升温至700℃、800℃900℃、1000℃、1100℃,保温时间1h,最后自然冷却到室温。然后利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR),电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对煅烧材料的成分进行表征。扫描电镜(SEM),压汞孔渗仪(MIP)对煅烧材料的微观结构进行表征。第二部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的成骨性能研究经过前期表征后,我们筛选出700℃、800℃900℃、1000℃四组煅烧后鲳鱼骨作为实验组,用商品Bio-oss骨粉作为对照组,分别负载人骨髓间充质干细胞(h BMSCs)。随后使用扫描电子显微镜(SEM)观察细胞粘附和存活情况,蛋白免疫印迹(Western blot)分析用于检测体外成骨蛋白ALP、RUNX2表达。建立大鼠股骨缺损模型,植入负载人骨髓间充质干细胞(h BMSCs)后的700℃、900℃煅烧后鲳鱼骨以及Bio-oss骨粉。最后利用微计算机断层扫描(Micro-CT)和苏木精-伊红(HE)染色用于检测大鼠股骨缺损模型中的骨再生和材料降解率。研究结果:第一部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的制备及表征鲳鱼骨在800℃以下煅烧所产生的主要成分为羟基磷灰石(HA),在800℃以上煅烧可产生含HA和β-磷酸三钙(β-TCP)的BCP,当煅烧温度在800-900℃范围内时,β-TCP的相对含量随温度的升高而增加,当煅烧温度在900℃-1100℃范围内时,β-TCP的相对含量随温度的升高而降低,β-TCP相对含量在900℃时达到最高;煅烧后的鲳鱼骨包含多种微量金属元素;鲳鱼骨在800℃以上煅烧所产生的BCP材料,大孔和微孔集中分布,孔隙率高,晶粒尺寸为纳米级,晶粒尺寸和结晶度随温度升高而增大。第二部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的成骨性能研究负载于各组材料的人骨髓间充质干细胞(h BMSCs)生长良好并与材料紧密粘附。在体外,900℃煅烧后鲳鱼骨的骨形成相关标志物Alp和Runx2的表达水平普遍高于其他组。在体内,900℃煅烧的鲳鱼骨的成骨能力几乎与临床上最常用的Bio-Oss相当,并且明显优于其他组。结论:第一部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的制备及表征1、鲳鱼骨能在较低煅烧温度下产生β-TCP含量高、孔隙结构良好的BCP材料。2、在所有煅烧体系中,900℃左右为最佳温度,因为在此煅烧温度下产生的BCP有机物基本去除、保留部分碳酸化羟基磷灰石(CHA)、β-TCP含量高、具有天然均匀的孔隙结构、晶粒大部分处于纳米级。第二部分:鲳鱼骨来源双相磷酸钙陶瓷的成骨性能研究1、从鲳鱼骨中提取的BCP生物陶瓷材料在体内外具有良好的生物相容性和和成骨能力。2、该生物材料来源广泛,生产方法简单。在成分上,该材料由两相组成。在结构上,该材料具有纳米结构和高孔隙率。此外,它还具有一定的骨传导性和骨诱导性。因此,它作为一种新型的骨替代移植物具有良好的发展前景。

关键词：鲳鱼骨双相磷酸钙生物陶瓷骨诱导骨支架材料

双相磷酸钙作用下牙周组织缺损再生的Beagle犬正畸牙移动的骨改建功能

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吉林大学学报（医学版） 2019年第5期45卷 1025-1030,I0002页

作者：时函王洁武影陈扬熙同济大学口腔医学院及附属口腔医院正畸科上海市牙组织修复与再生工程技术研究中心上海200072 同济大学口腔医学院及附属口腔医院牙周科上海市牙组织修复与再生工程技术研究中心上海200072 四川大学华西口腔医学院正畸科四川成都600040

目的:观察应用双相磷酸钙(BCP)对Beagle犬牙周组织缺损进行再生后正畸牙移动的过程,阐明BCP作为牙周再生支架材料的改建机制。方法:选择6只成年雄性Beagle犬作为研究对象,以每只犬口内右上象限(B区)、左下象限(C区)为对照组,左上象限(A... 详细信息

目的:观察应用双相磷酸钙(BCP)对Beagle犬牙周组织缺损进行再生后正畸牙移动的过程,阐明BCP作为牙周再生支架材料的改建机制。方法:选择6只成年雄性Beagle犬作为研究对象,以每只犬口内右上象限(B区)、左下象限(C区)为对照组,左上象限(A区)和右下象限(D区)建立犬上下颌双侧侧切牙牙周组织缺损模型,于缺损处植入BCP进行缺损组织再生12周后,建立正畸牙移动模型(实验组),分别对实验组和对照组施加应力刺激,并于加力后1、2和4周随机处死2只Beagle犬,标本处理染色后观察应力作用下再生牙周组织的组织学变化及调控成骨活动核心结合因子α1(Cbfα1)的表达情况,观察受应力作用的正常牙周组织内的情况。结果:Masson染色检测,施加正畸压应力刺激后1周,实验组和对照组犬牙周膜均明显变窄,纤维致密,实验组犬牙槽骨以蓝染为主,对照组犬牙槽骨除牙周膜的受压区域外大体呈红色。在施加正畸压应力刺激后4周,实验组犬牙槽骨红-蓝相间,对照组犬牙槽骨红染;2组犬牙周膜内血管管腔变圆。施加正畸压应力刺激后1周,实验组和对照组犬牙槽骨表面布满骨吸收陷窝,内含多核的破骨细胞,其胞浆Cbfα1染色呈阳性;受压变形的牙周膜内细胞排列无序。施加正畸压应力刺激后4周,实验组犬牙槽骨破骨细胞消失,吸收陷窝被成骨细胞充填,骨小梁另一侧的成骨细胞也处于活跃状态,牙槽骨的骨髓腔内间充质细胞和边缘的成骨细胞仍可见Cbfα1阳性表达;对照组犬牙槽骨中的成骨细胞为Cbfα1弱阳性表达。结论:应用BCP再生的牙周组织已接近正常牙周组织,其在正畸力作用下具备正常的成骨功能,可以完成正畸牙移动的骨改建过程。

关键词：双相磷酸钙牙周再生正畸牙移动核心结合因子

二元活性离子掺杂双相磷酸钙陶瓷支架及其表面改性的制备与性能研究

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二元活性离子掺杂双相磷酸钙陶瓷支架及其表面改性的制备与性能研...

作者：樊家佳华南理工大学

学位级别：硕士

双相磷酸钙(Biphasic calcium phosphate,BCP)因其可调控的生物降解性能与生物活性被广泛研究,但双相磷酸钙也存在骨诱导性能和成血管性能不足以及力学性能较差的问题,限制其临床的广泛应用。本研究通过引入二元生物活性离子,改善双相... 详细信息

双相磷酸钙(Biphasic calcium phosphate,BCP)因其可调控的生物降解性能与生物活性被广泛研究,但双相磷酸钙也存在骨诱导性能和成血管性能不足以及力学性能较差的问题,限制其临床的广泛应用。本研究通过引入二元生物活性离子,改善双相磷酸钙的成骨与成血管性能,并在此基础上,利用功能性涂层对双相磷酸钙进行表面改性,旨在通过功能性涂层早期降解诱导成血管的快速发生,从而改善骨修复效果。采用化学沉淀法制备出Zn掺杂量为2.5 mol.%的β-磷酸三钙,同时采用化学沉淀法辅以水热法制备出Si O掺杂量从0～8 mol.%梯度变化的羟基磷灰石(Hydroxyapaite,HAp)。将锌掺杂β-磷酸三钙(β-TCP)与硅掺杂羟基磷灰石以质量比60:40进行机械混合得到双相磷酸钙粉体,经3D打印制备出硅/锌掺杂双相磷酸钙陶瓷支架。研究表明,锌掺杂可赋予BCP良好的抗压强度与成骨活性;在此基础上复合Si O掺杂HAp,随着HAp的Si O掺杂量增大,BCP陶瓷支架的BSA蛋白吸附性能和体外降解能力逐渐提升。将小鼠间充质干细胞(m BMSCs)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)分别与硅/锌掺杂BCP陶瓷支架共培养发现,硅/锌掺杂能显著促进细胞成骨与成血管相关基因的表达,其中以2.5Zn/4Si-BCP促进效果为最佳。透明质酸与明胶大分子均可介导细胞行为促进血管再生。通过酰胺化反应将多巴胺与透明质酸接枝,甲基丙烯酸酐与明胶接枝,形成不同接枝度的接枝物,然后分别利用氧化诱导交联与光引发自由基聚合反应在2.5Zn/4Si-BCP陶瓷支架表面形成适宜细胞生长的水凝胶微环境。研究表明,水凝胶表面改性能够改善BCP陶瓷支架的力学性能,赋予其一定的韧性。将m BMSCs和HUVECs分别与水凝胶涂覆的2.5Zn/4Si-BCP陶瓷支架共培养发现,甲基丙烯酸明胶水凝胶能促进成骨相关基因的表达;取代度为15.0%和34.5%的多巴胺修饰透明质酸水凝胶能显著促成血管相关基因的表达。硅酸钙在体内的降解性能显著优于双相磷酸钙材料。采用化学沉淀法制备出镁掺杂量从0～20 mol.%梯度变化的镁掺杂硅酸钙前驱体浆料,通过负压渗透涂覆的方式对2.5Zn/4Si-BCP陶瓷支架进行表面改性。离子释放测试显示,镁掺杂硅酸钙涂层比基体的离子释放速率更快,能早期释放促成血管。将m BMSC和HUVECs分别与镁掺杂硅酸钙渗透涂覆改性2.5Zn/4Si-BCP陶瓷支架共培养发现,镁掺杂硅酸钙表面改性能显著促进HUVECs的成血管相关基因的表达以及m BMSCs的成骨分化,其中以镁掺杂量为10 mol.%的效果最佳。

关键词：双相磷酸钙活性离子水凝胶硅酸钙促成血管促成骨

牙本质非胶原蛋白与牙源性双相磷酸钙在兔上颌窦提升术中联合应用的效果评价

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牙本质非胶原蛋白与牙源性双相磷酸钙在兔上颌窦提升术中联合应用...

作者：杨刚安徽医科大学

学位级别：硕士

目的模拟骨组织组成和结构的仿生矿化是组织工程技术研究的热点之一。本研究中,牙本质非胶原蛋白（DNCPs）被提取作为生长因子;同时烧结牙齿制备出牙源性双相磷酸钙（BCP）作为骨修复材料,并将蛋白负载到支架上。体外实验验证材料和蛋... 详细信息

目的模拟骨组织组成和结构的仿生矿化是组织工程技术研究的热点之一。本研究中,牙本质非胶原蛋白（DNCPs）被提取作为生长因子;同时烧结牙齿制备出牙源性双相磷酸钙（BCP）作为骨修复材料,并将蛋白负载到支架上。体外实验验证材料和蛋白的生物相容性,并在兔上颌窦提升术模型中,评价DNCPs联合牙源性BCP应用在上颌窦提升术中,对窦底提升后骨重建中的体积维持,新骨生成量及新生骨质量的影响。方法依次将牙本质粉末置于含有蛋白酶抑制剂的盐酸胍,EDTA,盐酸胍中,提取出DNCPs,透析后冻干。并通过考马斯亮蓝染色和Western blot鉴定其成分。支架材料方面,将离体牙置于烧结炉中煅烧,制备出BCP。通过X线衍射（XRD）,元素分析和BET检测其物相,组成,比表面积,孔隙容积,孔径等,并扫描电镜下观察材料表面。再将细胞分别接种于材料和负载了蛋白的材料上,与临床常用的BioOss（DBBM）和β-TCP材料作对比,检测细胞黏附率,增殖活力,黏附细胞形态,细胞骨架及铺展状况。动物实验选用新西兰白兔,行上颌窦提升术,分别填入BCP,DBBM和β-TCP骨粉,通过Micro-CT和不脱钙硬组织切片评价蛋白和材料的联合应用在上颌窦环境下的成骨能力。结果考马斯蓝染色结果表明,DNCPs复合物的分子量主要分布在70 k Da,55 k Da,130 k Da及180 k Da左右。Western blot结果显示,DNCPs提取物中含有并表达DSPP、DMP1、OPN和BMP2。牙源性BCP检测的物相为羟基磷灰石（HA）和β-磷酸三钙（β-TCP）,（HA/β-TCP:71/29）,钙磷元素比为1.627。虽然BCP的比表面积最小,但其平均孔径最大,有很多200nm的孔存在。此外,材料具有1 nm左右的微孔。扫描电镜结果显示,BCP上有牙本质小管开口样的交通孔隙,以及1μm左右的颗粒样结构。体外实验显示,DNCPs对细胞粘附和增殖无明显影响。β-TCP材料上的细胞粘附率和增殖能力要高于BCP和DBBM。接种后1天,材料上的细胞呈梭形或椭圆形,有细长的丝状伪足伸出,部分细胞已开始铺展。接种后3天,细胞铺展面积增大,形态正常,增殖明显。Micro-CT结果显示,β-TCP组窦提升组织体积（TV）明显低于DBBM组和BCP组（P＜0.05）,BCP-DNCPs组骨体积分数（BV/TV）显著高于BCP-Control和β-TCP-DNCPs组。骨密度（BMD）,骨小梁数（Tb.N）等指标在各组间无显著差异（P＞0.05）,而BCP材料组和DNCPs亚组的骨小梁分离度（Tb.Sp）明显更小（P＜0.05）,提示其骨质量更高。组织学分析也显示,β-TCP材料不能维持上颌窦骨提升的空间,BCP-Control和DBBM-Control组的新骨区域面积比均大于β-TCP-Control组,差异有显著性（P＜0.05）。而且在三种材料的Control亚组与DNCPs亚组之间都发现了绿色区域平均积分光密度（IOD）值的显著差异（P＜0.05）,表明DNCPs可能促进骨基质矿化。结论DNCPs与牙源性BCP在上颌窦提升术中的联合应用,可以很好地维持窦底提升后的骨重建体积,促进新骨形成并提高新生骨质量。

关键词：牙本质非胶原蛋白双相磷酸钙组织工程化骨上颌窦提升术