Chế tạo và đặc trưng của vật liệu tổ hợp polyaxitlactienanohydroxyapatic định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-----------------------------

PHẠM THỊ THU TRANG

TÊN ĐỀ TÀI: CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP
POLYAXIT LACTIC/NANO HYDROXYAPATIT ĐỊNH HƯỚNG ỨNG
DỤNG TRONG CẤY GHÉP XƯƠNG

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số: 62440119

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2017

1


Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam.

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Đinh Thị Mai Thanh
2. GS. TS. Thái Hoàng

Phản biện1: PGS.TS. Phạm Thế Trinh
Phản biện 2: PGS.TS. Lê Minh Cầm
Phản biện 3: PGS.TS. Hồ Anh Sơn

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp tại Học viện Khoa học
và công nghệ- Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam vào hồi…giờ…, ngày…tháng…
năm 2017

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện quốc gia
2. Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ.

2


A. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học của đề tài
Hiện nay, trong nghành phẫu thuật chấn thương chỉnh hỉnh có nhiều loại vật liệu dùng trong
cấy ghép xương phổ biến như: thép không gỉ 316L, hợp kim của Coban (CoNiCrMo), titan kim loại
và hợp chất của titan (Ti6Al4V, TiN, TiO2). Các vật liệu này có độ bền cơ lý hóa tốt, trơ với môi
trường dịch cơ thể người. Tuy nhiên, khi tổn thương xương đã lành cần tái phẫu thuật để lấy vật liệu
ra khỏi cơ thể. Để khắc phục hạn chế này, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo vật liệu composit
tự tiêu với thành phần nền là polyme phân huỷ sinh học và thành phần gia cường là canxi
hydroxyapatit HAp (thành phần chính của mô cứng). Nhiều công trình đã công bố về lĩnh vực này
với nhiều loại polyme khác nhau như: chitosan, polyamit, poly (axit lactic-co-glycolic), poly (D,L-lactit), polylactit/chitosan, alginat. Các phương pháp phổ biến chế tạo vật liệu là điện di,
trộn nóng chảy, vi nhũ và phương pháp dung dịch sử dụng các dung môi có độ phân cực,
nhiệt độ sôi và khả năng bay hơi khác nhau như diclometan, cloroform, dimetylfomamit. Các
phương pháp này có ưu điểm tạo ra vật liệu đa dạng (dạng màng mỏng, dạng khối), có tính
năng cơ lý tốt. Tuy nhiên một số đặc trưng để làm vật liệu thay thế xương có độ xốp chưa cao,

không sử dụng chất tương hợp nên liên kết các pha trong vật liệu bị hạn chế.
Chính vì vậy, đề tài “Chế tạo và đặc trưng của vật liệu tổ hợp poly axit
lactic/nanohydroxyapatit định hướng ứng dụng trong cấy ghép xương” là cần thiết, có tính khoa
học và khả năng ứng dụng cao trong nghành phẫu thuật, chỉnh hình.
2. Nội dung và mục đích nghiên cứu của luận án
Tổng hợp nanohydroxyapatit; nanohydroxyapapit pha tạp magie, kẽm; nanohydroxyapapit
pha tạp đồng thời magie và kẽm, biến tính nanoHAp và nanoHAp pha tạp bằng axit lactic
nhằm nâng cao khả năng tương hợp của bột nano trên nền poly axit lactic và nghiên cứu hình
thái cấu trúc của chúng.
Chế tạo các vật liệu tổ hợp trên cơ sở poly axit lactic và các bột nanoHAp tổng hợp được.
Nghiên cứu hình thái cấu trúc, độ xốp, các tính năng cơ lý của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp.
Thử nghiệm khả năng tương thích sinh học của các vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp trong
môi trường mô phỏng dịch cơ thể người (SBF) và quá trình cấy ghép vật liệu trên xương chó
thực nghiệm.
3. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và những đóng góp mới của luận án
Đã tổng hợp thành công HAp pha tạp biến tính (trong đó HAp pha tạp đồng thời Mg và
Zn). Chế tạo thành công vật liệuPLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3(70/30/5/20) bằng phương
pháp dung dịch.
Dùng chất tương hợp poly etylenoxit làm tăng liên kết hai pha PLA và HAp trong vật liệu
tổ hợp.Dùng chất tạo xốp amoni hidrocacbonat cho vật liệu tổ hợp có độ xốp cao.
Thử nghiệm vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3(70/30/5/20) trên cơ thể chó thực
nghiệm cho thấy vật liệu tương thích tốt, không gây nênphản ứng viêm hoặc bất thường về
cấu trúc và hình thể. Vật liệu đáp ứng các yêu cầu của vật liệu cấy ghép xương.
4. Cấu trúc của luận án
Luận án bao gồm 115 trang: mở đầu (3 trang), tổng quan (34 trang), thực nghiệm và các
phương pháp nghiên cứu (16 trang), kết quả và thảo luận (62 trang), kết luận (1 trang), những
đóng góp mới của luận án (1 trang), danh mục các công trình khoa học đã công bố (1 trang),
có 50 bảng biểu, 67 hình và đồ thị, 126 tài liệu tham khảo.
3

B. PHẦN NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Đã tổng hợp các tài liệu trong và ngoài nước về tính tính chất, các phương pháp tổng hợp,
ứng dụng của bột HAp, PLA, vật liệu tổ hợp PLA/HAp. Từ đó đưa ra định hướng nghiên cứu
cho luận án.
CHƯƠNG II. THỰC NGHIỆM
2.1 Nguyên liệu và hóa chất
* Hóa chất:
Ca(NO3)2.4H2O, (NH4)2HPO4, Zn(NO3)2.6H2O, NH4OH 25%, NaCl, NaHCO3, KCl,
Na2HPO4.2H2O, MgCl2.6H2O, CaCl2, KH2PO4, MgSO4.7H2O, Glucozơ, NH4HCO3, Diclorometan,
Clorofom, Đimethylformamit, Axit lactic, Tetra hydrofuran, Xylen, Etyl axetat, Poly axitlactic, Poly
(etylen oxit), Poly (etylen glycol), Polycaprotacton. Ketamin, Gentamycin, cồn 700, NaCl. Các hóa
chất dùng cho tổng hợp đều của hãng Merck, Sigma Aldrich, các dung môi của Xilong.
* Thiết bị:
Cân điện tử (độ chính xác 0,1mg), Máy khuấy từ có điều chỉnh nhiệt độ, Máy đo pH,
Bộ cất Dean Stack Trap, Máy ép Toyoseiki , Máy trộn kín hai trục loại Roller – Rheomix 610,
Tủ sấy, Máy ghi phổ hồng ngoại Nicolet Nexus 670 Fourier, Máy nhiễu xạ tia X (Xray),
SIEMENS D5000, Kính hiển vi điện tử quét S4800, Máy phân tích nhiệt TGA-50H, Máy đo tán
xạ năng lượng tia X Jeol 6490 JED 2300, Máy đo mô đun đàn hồi Zwick Z2.5, Máy phân tích
huyết học Swelab Alpha, Cắt lát mỏng 5 m trên máy cắt, Máy CanoScan với độ phân giải
3200x1200 pixels, Hệ thống Powerlab, phần mềm Labchart.
2.2. Tổng hợp vật liệu
2.2.1. Phương pháp tổng hợp các bột nano
* Quá trình tổng hợp các bột nano theo sơ đồ hình 2.1.
2.2.2. Biến tính bề mặt bột HAp, HAppt
* Quá trình biến tính bề mặt bột HAp theo sơ hình 2.2.
2.2.3. Chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/nano-HAp bằng phương pháp dung dịch
* Quá trình chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/nano-HAp bằng phương pháp dung dịchtheo
sơ đồ hình 2.3.

Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp bột nano HAp, HAppt

4

Hình 2.2 Sơ đồ biến tính bề mặt bột HAp,
HAppt


Bột nano, 10g PLA,
100ml dung môi,
chất t-ơng hợp,
0,1g xenetic

Đun hồi l-u,
khuấy 1000 vòng/phút

Hỗn hợp đồng nhất

Hạ nhiệt độ về
nhiệt độ phòng
Thêm NH4HCO3,
Khuấy 10 phút

Bay hơi dung môi
(to phòng, áp suất thấp)

Vật liệu khô
ép vật liệu
(180oC, 4 phút, 10MPa)

Vật liệu dạng tấm

Hỡnh 2.3 S ch to vt liu t hp PLA/nano-HAp bng phng phỏp dung dch
3. Cỏc phng phỏp nghiờn cu
Trong lun ỏn s dng cỏc phng phỏp nghiờn cu:
- Ph hng ngoi bin i Fourier (FTIR), nhiu x tia X (XRay), kớnh hin vi in
t quột (SEM), tỏn x nng lng tia X (EDX), phõn tớch nhit trng lng TGA, xỏc nh
tớnh cht c hc, xỏc nh xp m, th nghim trong dung dch mụ phng dch c th
ngi (SBF).
-Cỏc phng phỏp ghộp vt liu trờn xng chú thc nghim.
CHNG 3: KT QU V THO LUN
3.1. Nghiờn cu c trng húa lý ca HAp, HAp pha tp km hoc magie
3.1.1. Thnh phn ca bt HAp, HAp pha tp km hoc magie
Kt qu EDXkhng nh Zn, Mg ó c pha tp vo HAp. T l Ca/P ca mu HAp,
HAp pha tp phự hp vi t l tớnh toỏn theo lý thuyt. T l (Ca+Zn)/P, (Ca+Mg)/P nh hn
so vi lý thuyt, nh vy hiu sut pha tp Zn, Mg nh hn 100%.Khi tng lng km, magie
pha tp thỡ cỏc pic ca Zn, Mg cú cng tng dn tng ng vi % khi lng cỏc nguyờn
t pha tp tng 1,21% - 6,62% (Zn); 0,99% - 4,4% (Mg) v phn trm nguyờn t ca cỏc
nguyờn t cng tng t 0,41% - 2,22% (Zn); 0,92% - 4,08% (Mg).

Hỡnh 3.1. Ph tỏn x nng lng tia X ca HAp , HAp pha tp Zn t l 9,5/0,5; 9/1; 8/2;
HAp pha tp Mg t l 9,5/0,5; 9/1; 8/2.
5


Bảng 3.1. Phần trăm khối lượng (% m), nguyên tử (% a) của các mẫu HAp, Zn-HAp, MgHAp ở các tỉ lệ Ca/Zn, Ca/Mg khác nhau.
Nguyên tố
O
P

Ca
Zn
Mg
49,23
16,11
34,66
%m
HAp
68,97
11,65
19,38
%a
50,28
15,88
32,63
1,21
%m
9,5/0,5
70,02
11,42
18,14
0,41
%a
48,00
17,18
33,19
1,63
%m
Zn-HAp
9/1

68,07
12,58
18,78
0,57
%a
50,87
15,39
27,11
6,62
%m
8/2
72,03
10,09
14,85
2,22
%a
47,31
17,73
33,97
0,99
%m
9,5/0,5
66,94
12,96
19,18
0,92
%a
42,67
18,88
36,62

2,03
%m
Mg-HAp
9/1
62,29
14,30
21,44
1,96
%a
46,22
18,36
31,02
4,40
%m
8/2
65,12
13,36
17,44
4,08
%a
Bảng 3.2. Tỉ lệ Ca/P, (Ca+Zn)/P, Ca/P/O, (Ca+Zn)/P/O, hiệu suất pha tạp (Hpt) và hiệu suất
tổng hợp (Hth) của bột Zn-HAp với các tỉ lệ Ca/Zn ban đầu khác nhau
Ca/Zn
Ca/P
(Ca+Zn)/P
Ca/P/O
(Ca+Zn)/P/O
H pt (%)
H th (%)

LT
TN
LT
TN
LT
TN
LT
TN
LT
TN

9,5/ 0,5
9,5/0,21
1,583
1,588
1,62
9,5/6/26
9,5/5,98/36,67
10/6,16/37,75
34,45
92

9/1
9/0,27
1,5
1,49
1,67
1,54
9/6/26
9/6,37/32,62

10/6/26
10/5,91/42,2
23,95
86

8/2
8/1,2
1,33
1,36
1,57
8/6/26
8/5,87/38,8
10/6,39/42,2
53,69
90

Bảng 3.3. Tỉ lệ Ca/P, (Ca+Mg)/P, Ca/P/O, (Ca+Mg)/P/O, hiệu suất pha tạp (Hpt) và hiệu suất
tổng hợp (Hth) của bột Mg-HAp với các tỉ lệ Ca/Mg ban đầu khác nhau
9,5/ 0,5
9/1
8/2
LT
Ca/Mg
9,5/0,4
9/0,8
8/1,87
TN
1,58
1,50
1,33

LT
Ca/P
1,48
1,50
1,31
TN
1,67
LT
(Ca+Mg)/P
1,55
1,64
1,61
TN
9,5/6/26
9/6/26
8/6/26
LT
Ca/P/O
9,5/6,2/32
9/6/26,15
8/6,13/29,87
TN
10/6/26
LT
(Ca+Mg)/P/O
10/6,46/ 33,3
10/6,1/ 26
10/6,21/30,26
TN
82,5

83,57
85,71
H pt (%)
87,35
98,12
89,34
H th (%)
3.1.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X
Lựa chọn tỉ lệ Mg và Zn pha tạp tối đa là 20% về số mol để tổng hợp Mg-HAp, ZnHAp có cấu trúc tinh thể, đơn pha tương tự như HAp
6


*
*
*

*

*

*

*

Ca/Zn=10/0

*

*

*

**

* HAp
*
*

Ca/Zn=9,5/0,5

Ca/Zn=9/1

Ca/Mg=10/0
*

*

*

C-êng ®é nhiÔu x¹

C-êng ®é nhiÔu x¹

*

* HAp
*

*
**

Ca/Mg=9,5/0,5

Ca/Mg=9/1
Ca/Mg=8/2

Ca/Zn=8/2

20
20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

25

30

35

40

70

45
50
2 (®é)

55

60

65

70

2 (®é)

Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của Zn-HAp
với tỉ lệ Ca/Zn biến đổi
từ 10/0 đến 8/2

1

2

1

1

3

Cường độ nhiễu xạ

3

Ca/Zn=6/4

1

4
6
5

6

Ca/Zn=4/6

6
5

7

3

2

20

8 9

25

30

7

35

40

45

50

55

60

65

Hình 3.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp pha
tạp Zn với các tỉ lệ Ca/Zn biến đổi từ 6/4 đến 2/8
1: Zn(OH)2,
2: Ca3(PO4)2,

3: Zn3(PO4)2,
4: Ca(PO3)2,
5: Ca2,993H0,014(PO4)2,

4

2 2

Ca/Mg=4/6

1 1

3
3

3

20

70

2

4
3 3 4

2 (độ)

1

2 2

1

Ca/Mg=6/4

3

Ca/Zn=2/8

7

2

1

3
7

2 2

2

1

2

4

C-êng ®é nhiÔu x¹

1

Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của Mg-HAp
với các tỉ lệ Ca/Mg biến đổi
từ 10/0 đến 8/2

25

30

35

3

4

40

45
2 (®é)

4

3 3
3

50

55

3

Ca/Mg=2/8
60

70

Hình 3.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp pha tạp
Mg với các tỉ lệ Ca/Mg biến đổi từ 6/4 đến 2/8

6: Ca10(PO4)6O,
7: Zn4(PO4)2(OH)2. 3H2O,
8: ZnP2,
9: Zn(PO3)2

1: HAp,
2: Mg3(PO4)2,
3: MgHPO4.3H2O,
4: CaPO3(OH).2H2O)

Bảng 3.4. Đường kính tinh thể trung bình (D) của HAppt tính được từ giản đồ nhiễu xạ tia X
Tỉ lệ Ca/M
10/0
9,5/0,5
9/1
8/2
22,2
21,4
11,9

D Zn-HAp (nm)
24,6
18,6
18,5
D Mg-HAp (nm)
Bảng 3.6. Giá trị hằng số mạng a, b, c và thể tích tinh thể (V) của HAp pha tạp kẽm, magie
a (Ǻ)
b (Ǻ)
c (Ǻ)
V (Ǻ3)
9,440
9,440
6,898
532,3507
HAp
9,432
9,432
6,881
530,139
Ca/Zn = 9,5/0,5
9,422
9,422
6,870
528,1698
Zn-HAp
Ca/Zn = 9/1
9,416
9,416
6,866
527,1902

Ca/Zn = 8/2
9,428
9,428
6,876
529,3046
Ca/Mg = 9,5/0,5
Mg-HAp
9,420
9,420
6,872
528,0993
Ca/Mg = 9/1

7

65


3.1.3. Hình thái của bột HAp, Zn-HAp, Mg-HAp
Khi tăng hàm lượng Zn, Mg hình thái bề mặt của HAp, Zn-HAp, Mg-HAp như nhau, có
dạng hình trụ nhỏ.Kích thước tinh thể giảm dần khi hàm lượng kẽm, magie tăng, phù hợp với kết
quả từ giản đồ nhiễu xạ tia X.

Hình 3.6. Ảnh SEM của các mẫu HAp, Zn-HAp, Mg-HAp với các tỉ lệ Ca/Zn, Ca/Mg khác nhau

8


Bảng 3.7. Kích thước hạt trung bình của HAp, Zn-HAp, Mg-HAp tính được từ ảnh SEM
Zn-HAp

Mg-HAp
HAp
9/1
8/2
9/1
Kích thước hạt (nm)
19 ×29
16 × 22
13 × 20
13 × 22
Kết quả phần 3.1:
Bột HAp, Zn-HAp, Mg-HAp được tổng hợp với hiệu suất cao (>84,64%). Bột Zn-HAp
và Mg-HAp với tỉ lệ Ca/Zn, Ca/Mg nhỏ hơn 8/2 có cấu trúc tinh thể, đơn pha của HAp. Hình
thái học của bột HAp pha tạp không thay đổi, kích thước tinh thể giảm so với HAp không pha
tạp. Các thông số mạng a, b, c giảm cho thấy kẽm, magie đã đi vào cấu trúc mạng tinh thể của
HAp. Hàm lượng pha tạp Zn khoảng 1,2% - 6,6%, Mg khoảng 1,0% - 2,0% về khối lượng.
3.2. Biến tính hữu cơ bề mặt HAp
3.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ HAp:LA
Tỉ lệ khối lượng của HAp:LA được khảo sát lần lượt là 100/60, 100/80, 100/100, 100/200,
100/250. Các mẫu được nghiên cứu bằng IR, SEM,TGA, XRD.
Kết quả TGA cho thấy khi giảm tỷ lệ HAp/LA từ 100/60 đến 100/200, lượng LA ghép
vào HAp tăng (đến15,94%). Khi tỷ lệ HAp/LA giảm đến 100/250 lượng LA ghép vào HAp
tăng không nhiều (~0,5%). Do đó tỷ lệ 100/200 HAp/LA được lựa chọn để biến tính HAp
bằng LA (hình 3.7, bảng 3.8)
100
HAp

Phần trăm khối lượng

95

100/60
90
100/80
85
100/100
100/200

80

100/250

75
0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Nhiệt độ (oC)

Nhiệt độ (oC)
Hình 3.7. Giản đồ TGA của các mẫu biến tính với tỉ lệ HAp:LA khác nhau
Bảng 3.8. Tổn hao khối lượng (%) của các mẫu biến tính ở nhiệt độ 800oC
Mẫu
HAp 100/60 100/80 100/100 100/200 100/250
Tổn hao khối lượng (%)
4,01
8,37
11,39
16,47
19,95
20,53
Hàm lượng LA ghép(%)
0,0
4,36
7,38
12,46
15,94
16,52
Các mẫu HAp biến tính có dạng phổ IR cho thấy axit lactic đã ghép lên trên bề mặt của
HAp. Quá trình ghép LA lên HAp là phản ứng este hóa của nhóm COOH trong LA và OH trong
HAp:
O
HO
HO

nano HAp
HO

OH

OH

H3C

H3C
HO

O

THF, xylen

O

O

OH

HO

O

OH

OH

nano HAp
O
O

H3C

CH3

O

O

O
CH3

HO

O
CH3

HO

Các mẫu HAp biến tính ở các tỷ lệ HAp/LA khác nhau vẫn có dạng hình trụ giống như
HAp chưa biến tính, tinh thể và đơn pha tương tự như HAp (hình 3.9, bảng 3.10)

9


C-H

OH

LA

HAp

C=O

1743

2995

3430

1133 (C-O alcol)

PO43100/200

§é truyÒn qua

3471

1095

100/100

1743

2995
3449

1133

100/80
3455

1133

1096

1131

1095

1743

100/60
3461

3467
4000

1095

1742

1132

3500

3000

2500

2000

1500

1094
1000

500

Sè sãng (cm-1)

Hình 3.8. Phổ IR của HAp, LA và HAp biến tính với tỷ lệ HAp:LA khác nhau
Bảng 3.9. Trị số các dao động liên kết của các nhóm chức trong phân tử HAp, LA và HApbt
Nhóm chức, hợp
Dải số sóng (cm-1)
Liên kết
chất
3430 - 3471
O-H
-COOH, -OH
2995
C-H
Ankyl
1742-1743
C=O
-COOH, cacbonyl

1131-1133
C-O
Ancol
1094-1095
P=O
phosphat

Hình 3.9. Ảnh SEM của HAp, HAp biến tính ở các tỷ lệ HAp/LA khác nhau
Bảng 3.10. Kích thước trung bình của HAp, HApbt tổng hợp ở các tỷ lệ khác nhau
Tỷ lệ HAp:LA

100/0

100/60

100/80

100/100

100/200

Kích thước TB
HAp-bt (nm)

19 x 29

24 x 36

25 x 54

29 x 64

30 x 78

*
*

* HAp

Cường độ nhiễu xạ

*

*

*

*

*

*

HAp

HAp:LA = 100:200

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

2 (độ)

Hình 3.10. Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp, HAp biến tính với tỉ lệ HAp: LA là 100/200
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Biến tính HAp bằng LA ở tỷ lệ 100/200,150oC, thay đổi thời gian phản ứng: 3 giờ, 16
giờ, 21 và 24 giờ. Khi tăng thời gian phản ứng 3 giờ, 16 giờ, 21 giờ và 24 giờ, hàm lượng LA
10


ghép tăng dần tương ứng là: 6,38%; 14,55%, 15,94% và 16,29%. Trong khoảng thời gian từ
21 đến 24 giờ, hàm lượng LA ghép hầu như không tăng. Như vậy, thời gian phản ứng 21

giờlà thích hợp để ghép LA vào HAp (hình 3.11).
100
HAp

Phần trăm khối lượng

95

90

3 giờ

85
16 giờ
21 giờ
24 giờ

80

75
0

100

200

300

400
500

Nhiệt độ (oC)

600

700

800

900

Nhiệt độ (oC)
Hình 3.11. Giản đồ TGA của các mẫu HAp biến tính bằng LA với thời gian phản ứng khác
nhau

Hình 3.12. Ảnh SEM của HAp và HAp biến tính (tỉ lệ HAp/LA=100/200)
ở những thời gian phản ứng khác nhau
3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
LA

-OH

C-H

3430

2995

HAp

C=O

1743

1133 (C-O ancol)
PO43-

o

§é truyÒn qua

150 C
3471
o

130 C

1095
1743

2995
3449

1133
1742

o

110 C
3455

1133

3470
4000

3500

1096
3000

2500

2000

1500

1000

500

Sè sãng (cm-1)

Hình 3.13. Phổ IR của LA, HAp và HAp biến tính ở các nhiệt độ khác nhau
Kết quả phổIR, TGA cho thấy LA đã được ghép lên HAp, khả năng ghép tăng với sự
tăng nhiệt độ, hàm lượngghép đạt giá trị lớn nhất (15,94%) ở nhiệt độ 150oC. Do vây, chọn
nhiệt độ150oC cho khảo sát tiếp theo (hình 3.13, 3.14).

11

100
HAp
Phần trăm khối lượng

95

90

85

110o C

80

130o C
150o C

75
0

200

400
600
Nhiệt độ (o C)

800

1000

Nhiệt độ (oC)
Hình 3.14. Giản đồ TGA của HAp và HAp biến tính ở các nhiệt độ khác nhau
110oC

130oC

200nm

200nm

Hình 3.15. Ảnh SEM của các mẫu HAp biến tính ở nhiệt độ khác nhau
Bảng 3.11. Kích thước trung bình của HAp biến tính ở nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ

110oC

130oC

150oC

Kích thước hạt (nm)

24 × 30

26 ×56

30 × 78

3.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy
Kết quả IR,TGA khẳng định LA đã ghép vào HAp, hàm lượng ghép lớn nhất

(15,94%) ở tốc độ khuấy 750 vòng/phút. Vì vậy, chọn tốc độ khuấy 750 vòng/phút cho nghiên
cứu tiếp theo (hình 3.16, 3.17).
LA

OH

HAp

C=O

C-H

2995

1743

§é truyÒn qua

3430

1133
PO 34

900v/p
3471

1095

750v/p

1743
3449

450v/p

1134
2995

1743

3440

1133
1743

3460
4000

3500

1133
3000

2500

2000

1500

1000

500

Sè sãng (cm-1)

Hình 3.16. Phổ IR của LA, HAp và HAp biến tính ở các tốc độ khuấy khác nhau

12


100

Phần trăm khối lượng

Phần trăm khối lượng

HAp
95

90

85

450v/p
900v/p
750v/p

80

75

0

100

200

300

400
500
Nhiệt độ (oC)

600

700

800

900

Nhiệt độ (oC)
Hình 3.17. Giản đồ TGA của HAp, HAp biến tính ở các tốc độ khuấy khác nhau

Hình 3.18. Ảnh SEM của HAp biến tính ở các tốc độ khuấy khác nhau.
Bảng 3.12. Kích thước trung bình của HApbt với tốc độ khuấy khác nhau
Tốc độ khuấy (vòng/phút)
450
750
900
Kích thước hạt HApbt (nm)

27 × 37
30 × 78
24 × 43
3.2.5. HAp pha tạp biến tính
HAp pha tạp đồng thời Mg và Zn với tỉ lệ Ca/Mg/Zn = 9/0,5/0,5, sau đó biến tính
bằng axit lactic ở điều kiện thích hợp (HAppt/LA = 100/200; 150oC; 750 vòng/phút; 21 giờ).

Hình 3.19. Phổ tán xạ năng lượng tia X của mẫu HAp pha tạp Mg, Zn biến tính
Bảng 3.13. Phần trăm nguyên tử, phần trăm khối lượng của các nguyên tố và tỉ lệ Ca/Mg/Zn, tỉ
lệ Ca/P, tỉ lệ (Ca+Mg+Zn)/P của mẫu HAp pha tạp Mg, Zn biến tính
Nguyên tố
C
O
Mg
P
Ca
Zn
% nguyên tử
35,39
50,44
0,41
5,04
8,25
0,46
% khối lượng
24,16
45,88
0,57
8,87
18,8

1,72
Tỉ lệ Ca/Mg/Zn
9/0,45/0,5
Tỉ lệ Ca/P
9/5,5
Tỉ lệ (Ca+Mg+Zn)/P
10/5,5

13


Kết quả phần 3.2:
Biến tính thành công bột nano HAp, HAp pha tạp bằng LA. Lựa chọn điều kiện biến
tính thích hợp: tỷ lệ HAp:LA là 100:200; thời gian phản ứng 21 giờ; nhiệt độ phản ứng 150oC;
tốc độ khuấy 750 vòng/phút. HAp biến tính có dạng hình trụ đơn pha giống HAp ban đầu.
3.3. Đặc trưng vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp chế tạo bằng phương pháp dung dịch
3.3.1. Vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp
3.3.1.1. Ảnh hưởng của dung môi
Vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp tổng hợp trong các dung môi đimetylfocmamit (DMF),
điclorometan (DCM) và cloroform (CF). Từ kết quả ảnh SEM (hình 3.20) và độ bền cơ lý
(hình 3.21), lựa chọn dung môi DCM cho khảo sát tiếp theo.
Dimetylformamit

Diclometan

Clorofom

10.0m

10.0m

10.0m

Hình 3.20. Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp chế tạo
với tỷ lệ PLA:HAp 80/20 trong các dung môi
DCM

1500

DMF

30

Clorofom

20
10

Modun ®µn håi (MPa)

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

DCM

40

DMF

1000

Clorofom

500

0

0
DCM

DMF

DCM

CF

DMF

CF

Hình 3.21.Độ bền kéo đứt, mo đun đàn hồi của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp 80/20 chế tạo
trong các dung môi khác nhau
3.3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ PLA:HAp
Khảo sát các tỷ lệ PLA:HAp khác nhau: 80/20, 70/30, 60/40, thời gian phản ứng 2 giờ tại nhiệt
độ phòng. Khả năng phân tán của HAp trong nền PLA giảm khi tăng hàm lượng HAp (hình
3.23), phù hợp với sự giảm độ bền cơ học của vật liệu (hình 3.24). Lựa chọn tỷ lệ PLA: HAp
80/20cho những nghiên cứu tiếp theo.
60/40

OH

C=O

C-H

PO43-

70/30 3498
1750

§é truyÒn qua

80/20 3500

1750

HAp

3498

1749

PLA

3470

1095
2995

2990
1755

4000

3500

3000

2500

2000
-1

1500

1000

500

Sè sãng (cm )

Hình 3.22. Phổ IR của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp
chế tạo ở tỉ lệ HAp:PLA khác nhau trong dung môi DCM

14


Bảng 3.14. Số sóng của các nhóm chức đặc trưng bị dịch chuyển trong vật liệu
PLA/nanoHAp so với HAp, PLA ban đầu
HAp
PLA

PLA/nanoHAp
Nhóm
-1
-1
 (cm )
 (cm )
 (cm-1)
3470
3450
 (OH-) liên kết
2990
2990
 (CH3)
2995
2995
 (CH)
1755
1750
 (C=O)
31095
1095
3 (PO4 )
PLA/HAp =80/20

PLA/HAp =70/30

PLA/HAp =60/40

PLA/HAp =40/60

10,0 m

10,0 m

PLA/HAp =30/70

10,0 m

10,0 m

PLA/HAp =20/80

10,0 m

10,0 m

Hình 3.23. Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp chế tạo ở các tỷ lệ PLA:HAp khác
nhau
45

1600

80/20

80/20

35
30

70/30

Modun ®µn håi (MPa)

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

40

60/40
40/60

25

30/70

20/80

20
15
10

1200

70/30
60/40
40/60

30/70

20/80

800

400

5
0

0

Hình 3.24. Độ bền kéo đứt và mo đun đàn hồi của vật liệu tổ hợp
PLA/nanoHAp chế tạo ở các tỷ lệ khác nhau
3.3.1.3. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Khi thời gian tăng từ 30 phút lên 2 giờ, mật độ hạt HAp tăng lên rõ rệt nhưng khi tăng lên 4 giờ,
mật độ hạt HAp không tăng (hình 3.25). Như vậy, thời gian phản ứng thích hợp là 2 giờ
2 giê

30 phút

4 giê

30 phút
1,00 m

1,00 m

1,00 m

1,00 m

Hình 3.25. Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp chế tạo

ở thời gian phản ứng khác nhau
3.3.1.4. Ảnh hưởng của chất tương hợp
Kết quả SEM (hình 3.26) và độ bền cơ lý (hình 3.28) cho phép chọn 5% PEO làm chất
tương hợp cho quá trình chế tạo vật liệu.
0%

5% PEG

5% PCL

10 m

5% PEO

10 m

10 m

15

10 m


Hình 3.26. Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp có và không có chất tương hợp

40

50

5% PEO

50

5% PCL

5% PEO
10% PEO

5% PEG

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

§é bÒ n kÐ o ® øt (MPa)

60

0%

30
20

40
30
20

10

10

0

0

Hình 3.27. Độ bền kéo đứt của vật liệu tổ hợp
PLA/nanoHAp với PCL, PEG và PEO (5%)

Hình 3.28. Độ bền kéo đứt của vật liệu tổ
hợp PLA/nanoHAp với hàm lượng PEO khác
nhau
Đã lựa chọn được điều kiện thích hợp để chế tạovật liệu tổ hợp như sau: tỷ lệ phần trăm về khối
lượng PLA: HAp là 80/20, dung môi điclorometan, thời gian phản ứng 2 giờ, 5% PEO.
3.3.2. Vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApbt
Vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApbt được chế tạo ở điều kiện thích hợp như PLA/nanoHAp, thay
đổi tỷ lệ PLA: HApbt là 80/20, 70/30 và 60/40.Từ kết quả SEM (hình 3.29) và độ bền cơ lý (hình 3.30)
chọn tỷ lệ PLA: HApbt 70/30 để chế tạo PLA/nanoHApbt.
PLA/HApbt = 70/30

PLA/HApbt = 80/20

PLA/HApbt =60/40

2,00 m

2,00 m

2,00 m

Hình 3.29.Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp ở các tỉ lệ PLA/HApbt khác nhau
PLA/HAp: 80/20

PLA/HAp bt: 70/30

40

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

PLA/HAp bt: 60/40

30

20

10

0

Hình 3.30. Độ bền kéo đứt của mẫu vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp: 80/20,
PLA/nanoHApbt:70/30 và PLA/nanoHApbt: 60/40
3.3.3. Vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbt
3.3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần PLA/nanoHApptbt
Thay đổi tỷ lệ PLA/nanoHApptbt: 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, chất tương hợp PEO 5%,
thời gian phản ứng 2 giờ,nhiệt độ phòng. Từ kết quả SEM (hình 3.31) và tính chất cơ học
(hình 3.32, bảng 3.15),lựa chọn tỷ lệ PLA: HAptbt 70/30 cho khảo sát tiếp theo.
PLA/HApptbt =70/30

PLA/HApptbt =60/40

PLA/HApptbt =50/50

10,0 m

10,0 m

PLA/HApptbt =80/20

10,0 m

10,0 m

Hình 3.31.Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbtchế tạo ở các tỉ lệ khác nhau

16


PLA/HAp PLA/HAp
70/30
80/20

Modun ®µn håi (MPa)

PLA

a

70

PLA/HAp
60/40

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

2000

1500

1000
PLA/HAp
50/50

500

0

60
50

PLA

b

PLA/HAp
80/20

PLA/HAp
70/30
PLA/HAp
60/40

40

PLA/HAp
50/50

30
20
10
0

Hình 3.32. Mô đun đàn hồi (a) và độ bền kéo đứt (b) của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbtchế
tạo ở các tỷ lệ khác nhau
Bảng 3.15. Mô đun đàn hồi và độ bền kéo đứt của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp tổng hợp ở
các tỷ lệ khác nhau
(PLA/nanoHApptbt /PEO)
Mo đun đàn hồi (MPa)
Độ bền kéo đứt (MPa)
100/0/0

1830

69,8

80/20/5

1700

48

70/30/5

1680

46,5

60/40/5

1550

33,18

50/50/5

550

23,25

3.3.3.2. Ảnh hưởng của chất tạo xốp
Hàm lượng chất tạo xốp (NH4HCO3) có ảnh hưởng đến độ xốp của vật liệu tổ hợp
PLA/nanoHApptbt/PEO. Độ xốp mở của vật liệu tổ hợp tăng khi hàm lượng NH4HCO3
tăng(hình 3.33, bảng 3.16).
Bảng 3.16. Sự biến thiên độ xốp của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbt/PEO với hàm lượng
khác nhau của chất tạo xốp NH4HCO3
NH4HCO3
NH4HCO3
Độ xốp (%)
Độ xốp (%)
(% khối lượng)
(% khối lượng)
10
33
0

10
12
39
3
20
18
49
7
30
60

Độ xốp mở, %

50
40
30
20
10
0
0

5

10

15

20

25

30

% NH 4HCO3

Hình 3.33. Ảnh hưởng hàm lượng NH4HCO3 đến độ xốp mở
của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbt/PEO

17


0% NH4HCO3

3% NH4HCO3

10% NH4HCO3

7% NH4HCO3

2,00 m

2,00 m

2,00 m

20% NH4HCO3

2,00 m

30% NH4HCO3

2,00 m

2,00 m

Hình 3.34. Ảnh SEM của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbt/PEO với chất tạo xốp NH4HCO3
ở các tỷ lệ khác nhau
Hình 3.35, bảng 3.17 cho thấycác tính chất cơ học của vật liệu tổ hợp giảm khi độ xốp
tăng lên.Với hàm lượng chất tạo xốp nhỏ hơn 20%, các tính chất này giảm không nhiều. Lựa
chọntỷ lệ thành phần PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3.
3%

7%

Modun ®µn håi (MPa)

PLA/HAp/PEO/NH4HCO3
70/30/5/x

10%

50

20%

§é bÒn kÐo ®øt (MPa)

0%

1600

1200

800
30%

400

PLA/HAp/PEO/NH4HCO3
0%

3%

7%

10%

(70/30/5/x)
20%

40

30

20

30%

10

0

0

(a)

(b)
Hình 3.35. Mô đun đàn hồi (a) và độ bền kéo đứt (b) của vật liệu tổ hợp
PLA/nanoHApptbt/PEO không có và có 3, 7, 10, 20 và 30% khối lượng chất tạo xốp
NH4HCO3
Bảng 3.17. Mô đun đàn hồi và độ bền kéo đứt của vật liệu tổ hợp PLA/nanoHApptbt/PEO không có
và có 3, 7, 10, 20 và 30% khối lượng chất tạo xốp NH4HCO3
Độ bền kéo đứt
PLA/nanoHApptbt /PEO/NH4HCO3
Mo đun đàn hồi (MPa)
(MPa)
70/30/5/0
1680
46,5
70/30/5/3
1630
46,2
70/30/5/7
1600
45.9
70/30/5/10
1530
45.5
70/30/5/20
1470

45,1
70/30/5/30
550
18
3.4. Nghiên cứu khả năng tương thích sinh học của vật liệu trong môi trường mô phỏng
dịch cơ thể người (dung dịch SBF)
Các mẫu: PLA (A), vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp (80/20) (B), PLA/nanoHApbt
(70/30)(C), PLA/nanoHApptbt/PEO (70/30/5)(D) và PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3
(70/30/5/20) (E) chế tạo bằng phương pháp dung dịch được ngâm trong dung dịch SBF để
đánh giá sự biến đổi pH của dung dịch ngâm, khối lượng mẫu và hình thái cấu trúc bề mặt của
vật liệu ở những thời gian ngâm khác nhau.

18


3.4.1. Sự biến đổi pH của dung dịch ngâm và khối lượng mẫu

Hình 3.36. Sự biến đổi pH của dung dịch SBF theo thời gian ngâm mẫu
Nhìn chung pH của cả năm dung dịch đều giảm dần theo thời gian ngâm và được xắp xếp
theo thứ tự: A (PLA) > E >B> D >C (dung dịch) (hình 3.36).

Hình 3.37. Sự biến thiên khối lượng của các mẫu khi ngâm trong dung dịch SBF theo thời
gian
Sau 21 ngày ngâm trong SBF, ngoài mẫu A chứa PLA, khối lượng của các mẫu đều
tăng lên cho thấy sự hình thành HAp đã chiếm ưu thế hơn so với sự thủy phân PLA (hình
3.37).
3.4.2. Hình thái bề mặt của vật liệu sau khi ngâm trong dung dịch SBF
HAp được hình thành trên bề mặt vật lệu có dạng hình súp lơ và hình vẩy (trước khi
ngâm, HAp trong vật liệu có hình trụ) (hình 3.39).
PLA tr-íc khi ng©m

PLA 7 ngµy

500nm

PLA/HAp
PLA/HApbtbt(70/30)
(70/30)
tr-íc
tr-íc khi
khi ng©m
ng©m

PLA/HAp(80/20)
tr-íc khi ng©m

500nm

500nm

500nm
PLA/HAp
PLA/HApptbt
/PEO(70/30/5)
/PEO(70/30/5)
ptbt

PLA/HAp
PLA/HAp
/PEO(70/30/5)

/PEO(70/30/5)
ptbt
ptbt
tr-íc
tr-íc
khi
khing©m
ng©m

PLA/HAp
PLA/HApbtbt(70/30)
(70/30)
77 ngµy
ngµy

500nm
500nm

PLA/HAp(80/20)
7 ngµy

77ngµy
ngµy

500nm
500nm

500nm
500nm

Hình 3.38. Ảnh SEM của các mẫu trước và sau khi ngâm 7 ngày
19

500nm
500nm


25.84

32.14

25.89

31.94

16.55

18.87

16.64

18.95
19.03

PLA/nanoHApptbt/PEO (7 ngµy)
PLA/nanoHApptbt/PEO (0 ngµy)

32.02

PLA/nanoHApbt (7 ngµy)

26.51

31.7

16.63
16.6

18.97

HAp

PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3 (7 ngµy)

31.93

25.89

PLA/nanoHAp (7 ngµy)

31.89
25.86

PLA/nanoHAp (0 ngµy)

19.51

16.95

C-êng ®é nhiÔu x¹

25.86

31.74

3.4.3. Thành phần pha của PLA, vật liệu tổ hợp PLA/nanoHAp tổng hợp bằng phương
pháp dung dịch trước và sau khi ngâm trong SBF
Giản đồ nhiễu xạ tia X của HAp (hình 3.39) chỉ ra hai pic đặc trưng tại 2θ = 25,86o và 31,74o,
PLA chỉ ra hai vạch nhiễu xạ đặc trưng ở 2θ = 16,95o và 19,51o. PLA là một polyme bán kết tinh, chứa
54 ± 1 % pha tinh thể(hình 3.40).

PLA (7 ngµy)

18,82

PLA
10

20

30

2 (®é)

40

50

60

Hình 3.39. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu trước và sau khi ngâm mẫu
Kết quả phần 3.4:
Lựa chọn vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3 (70/30/5/20) để nghiên cứu thử
nghiệm làm vật liệu ghép xương.
3.5. Thử nghiệm sử dụng vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3làm vật liệu ghép
xương
3.5.1. Giai đoạn trước phẫu thuật
Các kết quả nghiên cứu của động vật trước phẫu thuật cho thấy động vật khỏe manh, có
các chỉ số nằm trong giới hạn bình thường, đủ tiêu chuẩn tiến hành thử nghiệm cấy ghép
xương.
3.5.2. Giai đoạn cấp tính (trong vòng 1 tuần sau phẫu thuật)
3.5.2.1. Tình trạng tại chỗ vết mổ
Kết quả cho thấy sau phẫu thuật1 tuần, quá trình viêm đã bắt đầu dừng lại và giảm đi.
Đây là sự biến đổi thông thường với các vết phẫu thuật không nhiễm khuẩn.

Trước PT
Sau PT 6h
Sau PT 24
Sau PT 48
p

Hình 3.40. Vết mổ tại vùng đùi chó 1 ngày sau phẫu thuật
Bảng 3.27. Chu vi vùng đùi chó theo thời gian (n=20)
Điểm đầu
Điểm giữa
Điểm cuối
112,34 ± 8,92
106,56 ± 7,65
98,72 ± 8,03
124,74 ± 12,69

116,95 ± 13,23
110,94 ± 13,46
128,32 ± 14,12
120,23 ± 15,73
115,48 ± 12,94
125,41 ± 13,57
117,24 ± 16,34
109,27 ± 10,84
125,41 ± 13,57
117,24 ± 16,34
109,27 ± 10,84

3.5.2.2. Thân nhiệt, nhiệt độ tại chỗ vùng phẫu thuật
Bảng 3.28. Nhiệt độ thân và nhiệt độ tại chỗ của chó (0C) (n=20)
Trước PT
Sau PT
Vị trí đo
Trung bình
SD
Trung bình
37,65
0,62
38,35
Nhiệt độ thân
33,72
0,84
35,83
Nhiệt độ tại chỗ
20

SD
0,74
0,68


3.5.2.3.Hình ảnh XQ xương đùi sau khi phẫu thuật
Sau khi đưa vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3 vào xương đùi chó, chụp ảnh
X-quang thu được kết quả trên hình 3.42. Kết quả cho thấy sự hấp thu của cơ thể với vật liệu
PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3.

Hình 3.41. XQ xương đùi chó sau khi đưa vật liệu vào
Bảng 3.29. Kết quả phân tích hình ảnh XQ xương đùi chó
sau phẫu thuật (n=20)
Thông số
Trung bình
SD
4,57
0,86
Đường kính vùng vật liệu
24,68
5,73
Mật độ vùng vỏ so với vùng tủy xương
44,26
9, 54
Mật độ vùng vỏ xương so với vùng vật liệu
18,65
4,23
Mật độ vùng ống tủy so với vùng vật liệu
3.5.2.4. Các chỉ số huyết học
Kết quả cho thấy phản ứng viêm cấp sau phẫu thuật đặt vật liệu vào xương đùi đã giảm,

và cơ thể có phản ứng với vật thể lạ là vật liệu HAp mới được đưa vào cơ thể.
Thời điểm
Các chỉ số
Hồng cầu (T/L)
Huyết sắc tố (g/dl)
Bạch cầu (G/L)
Tiểu cầu (G/L)

Bảng 3.30. Thành phần các tế bào máu của chó (n=20)
Trước PT
Sau PT 3 ngày
Sau PT 1 tuần (3)
(1)
(2)
5,74 ± 0,69
5,26 ± 0,74
5,34 ± 0,67
15,62 ± 0,79
15,08 ± 0,82
15,24 ± 0,65
8,93 ± 1,84
14,57 ± 3,28
11,82 ± 2,79
256,36 ± 51,47
294,27 ± 63,25
276,35 ± 74,16

P1-3
>0,05
>0,05

<0,05
>0,05

Bảng 3.31. Tỷ lệ thành phần các tế bào bạch cầu của chó
sau phẫu thuật 1 tuần (n=20)
Sau PT 3 ngày
Sau PT 7 ngày
Thông số
Loại BC
Số lượng (G/L)
Tỷ lệ %
Số lượng (G/L)
Tỷ lệ %
9,24± 1,42
63,44 ± 8,94
6,86 ± 1,42
58,03 ± 7,65
Bạch cầu N
0,76± 0,24
5,21 ± 2,47
0,84 ± 0,24
7,10 ± 2,47
Bạch cầu E
0,0± 0,0
0,0 ± 0,0
0,02 ± 0,03
0,16 ± 0,02
Bạch cầu B
2,14± 0,36
14,68 ± 2,75

1,16 ± 0,36
9,81 ± 1,65
Bạch cầu M
2,43± 0,57
16,67 ± 3,86
2,94 ± 0,57
24,87 ± 3,75
Bạch cầu L
3.5.2.5. Thông số về tim mạch của chó
Sau 1 tuần phẫu thuật, các chỉ số về điện tim của chó đã dần trở lại bình thường.

21


Bảng 3.32. Thời gian (giây) các sóng điện tim (X± SD). (n=20)
Sau PT
Sau PT
Trước PT
3 ngày
1 tuần
0,52 ± 0,094
0,5 ± 0,083
0,52 ± 0,086
Khoảng RR’
0,05 ± 0,011
0,047 ± 0,008
0,052 ± 0,006
Sóng P
0,09 ± 0,016
0,083 ± 0,019

0,088 ± 0,023
Khoảng PQ
0,24 ± 0,042
0,21 ± 0,045
0,25 ± 0,045
Khoảng QT
0,06 ± 0,012
0,058 ± 0,014
0,061 ± 0,013
Phức bộ QRS
0,13 ± 0,023
0,11 ± 0,018
0,13 ± 0,024
Sóng T

P
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05

Bảng 3.33. Biên độ (mV) các sóng điện tim (X± SD). (n=20)
Sau PT
Sau PT
Trước PT
p
3 ngày
1 tuần

0,15 ± 0,024
0,16 ± 0,028
0,17 ± 0,029
>0,05
Sóng P
0,92 ± 0,14
0,84 ± 0,17
0,94 ± 0,17
>0,05
Phức bộ QRS
0,32 ± 0,06
0,34 ± 0,08
0,35 ± 0,07
>0,05
Sóng T
0,01 ± 0,002
0,012 ± 0,004
0,012 ± 0,005 >0,05
Đoạn ST
3.5.2.6. Đánh giá chức năng gan, thận
Kết quả cho thấy 1 tuần sau phẫu thuật đặt vật liệu HAp vào xương đùi chức năng gan,
thận, động vật đã hồi phục gần tương tự thời điểm trước phẫu thuật.
Bảng 3.34. Thông số đánh giá chức năng thận (n=20)
Trước PT
Sau PT 3 ngày
Sau PT 1 tuần
p
3,64 ± 0,63
3,72 ± 0,74
3,66 ± 0,53

>0,05
Ure (mmol/l)
58,56 ± 12,71
76,94 ± 17,43
64,21 ± 19,43
>0,05
Creatinin (mmol/l)
8,24 ± 0,18
7,96 ± 0,24
8,13 ± 0,35
>0,05
Protein (g/dl)
4,32 ± 0,12
4,13 ± 0,09
4,26 ± 0,14
>0,05
Albumin (g/dl)
Bảng 3.35. Các thông số đánh giá chức năng gan (n=20)
Trước PT
Sau PT 3 ngày
Sau PT 1 tuần
29,82 ± 6,44
36,62 ± 7,83
32,26 ± 9,45
GOT (U/l)
33,37 ± 6,82
45,17 ± 7,45
36,57 ± 8,76
GPT (U/l)
8,24 ± 0,18

7,96 ± 0,24
8,41 ± 0,31
Protein (g/dl)
4,32 ± 0,12
4,13 ± 0,09
4,28 ± 0,13
Albumin (g/dl)
5,74 ± 1,85
7,36 ± 2,38
6,22 ± 4,19
Bilirubin (mmol/l)
3.5.3. Giai đoạn bán trường diễn và trường diễn sau phẫu thuật
3.5.3.1. Thân nhiệt, nhiệt độ tại chỗ vùng phẫu thuật.
Sau 4 thángphẫu thuật đưa vật liệu PLA/nanoHAp vào xương đùi của chó, vật liệu
PLA/nanoHAp tương đối tương thích với cơ thể không gây sự viêm nhiễm, không gây kích
ứng, rối loạn thân nhiệt.
Bảng 3.36. Kết quả nhiệt độ thân và nhiệt độ tại chỗ (0C)
Sau PT 1
Sau PT 2
Sau PT 3
Sau PT 4
p
tháng
tháng
tháng
tháng
20
15
10
5

N
37,34 ± 0,42 37,51 ± 0,53 37,46 ± 0,61
37,12 ± 0,48
>0,05
Nhiệt độ thân
32,87 ± 0,56 33,24 ± 0,54 33,56 ± 0,64
32,57 ± 0,31
>0,05
Nhiệt độ tại chỗ
3.5.3.2. Các chỉ số huyết học.
Trong vòng3 tháng sau phẫu thuật đưa vật liệu PLA/nanoHAp vào xương đùi của chó, vật
liệu PLA/nanoHAp tương đối tương thích với cơ thể không gây ảnh hưởng đến chức năng tạo
máu của cơ thể.

22


Bảng 3.37. Thành phần các tế bào máu của chó
Thời điểm
Trước PT
Các chỉ số
20
n
5,74 ± 0,69
Hồng cầu (T/L)
15,62 ± 0,79
Huyết sắc tố (g/dl)
8,93 ± 1,84
Bạch cầu (G/L)
256,36 ± 51,47

Tiểu cầu (G/L)

Sau PT 1
tháng
20
5,57 ± 0,73
15,67 ± 0,64
9,46 ± 2,23
264,36 ± 64,27

Sau PT 2
tháng
15
5,69 ± 0,56
15,75 ± 0,82
9,24 ± 2,14
247,36 ± 72,27

Sau PT 3
tháng
10
5,78 ± 0,65
16,12 ± 0,79
9,47 ± 2,49
258,27 ± 81,34

p
>0,05
>0,05
>0,05

>0,05

3.5.2.3. Kết quả hình ảnh XQ xương đùi.
Không có bất kỳ bất thường nào về xương trên hình ảnh XQ trong vòng 4 tháng sau
phẫu thuật, có hình ảnh xương xung quanh phát triển vào vùng vật liệu.

Hình 3.43. XQ xương đùi chó sau phẫu thuật 3 tháng
Bảng 3.38. Cấu trúc và hình dạng xương đùi chó trong 4 tháng sau phẫu thuật
Có
Không
√
Loãng xương
√
Đặc xương
Cấu trúc
√
Tiêu xương
√
Hoại tử xương
√
Phì đại xương
√
Hình dạng
Mỏng xương
√
Cong xương
Bảng 3.39. Kết quả phân tích hình ảnh XQ xương đùi sau phẫu thuật
Trước PT Sau PT 1
Sau PT 2 Sau PT 3 Sau PT 4
p

tháng
tháng
tháng
tháng
n
20
20
15
10
5
ĐK vùng vật
4,57 ± 0,86 4,24 ± 0,76 3,91 ± 0,69 3,25 ± 0,72 3,12 ± 0,62 > 0,05
liệu
24,68 ±
24,23
±
22,84 ± 6,52
25,67 ± 7,45 24,65± 6,97 > 0,05
MĐ vỏ / tủy
5,73
7,14
44,26 ± 9,
33,89
± 26,73±
p
38,51 ± 8,75
24,43± 8,34 3MĐ vỏ /vật liệu
54
9,16
10,27

5<0,05
10,45
±
p
MĐ tủy / vật
19,65 ±4,23 14,23 ± 4,72
9,58 ± 6,12 7,45 ± 5,21 35,21
liệu
5<0,05
3.5.3.4.Thông số điện tim
Kết quả cho thấy vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3 đặt vào trong xương đùi
trong 3 tháng đã không gây nên các kích thích ảnh hưởng đến quá trình dẫn truyền trong
timvà không gây nên các rối loạn về thiếu máu cơ tim, rối loạn dẫn truyền, block nhánh…

23


N
Khoảng RR’
Sóng P
Khoảng PQ
Khoảng QT
Phức bộ QRS
Sóng T

Bảng 3.40. Thời gian các sóng điện tim (giây) của chó
Trước PT
Sau PT 1
Sau PT 2
Sau PT 3

tháng
tháng
tháng
20
20
15
10
0,52 ± 0,094 0,56 ± 0,082
0,61 ± 0,073 0,58 ± 0,062
0,05 ± 0,011 0,052 ± 0,005 0,055 ± 0,006 0,057 ± 0,005
0,09 ± 0,016 0,092 ± 0,017 0,095 ± 0,021 0,096 ± 0,024
0,24 ± 0,042
0,25 ± 0,052
0,26 ± 0,047
0,28 ± 0,052
0,06 ± 0,012 0,061 ± 0,012 0,059 ± 0,014 0,063 ± 0,016
0,13 ± 0,023
0,15 ± 0,027
0,14 ± 0,031
0,15 ± 0,037

N
Sóng P
Phức bộ QRS
Sóng T
Đoạn ST

Bảng 3.41. Biên độ các sóng điện tim (mV) của chó
Trước PT
Sau PT 1

Sau PT 2
Sau PT 3
tháng
tháng
tháng
20
20
15
10
0,15 ± 0,024 0,16 ± 0,019
0,14 ± 0,022
0,17 ± 0,024
0,92 ± 0,14
0,96 ± 0,21
0,97 ± 0,19
0,95 ± 0,24
0,32 ± 0,06
0,34 ± 0,05
0,29± 0,07
0,35± 0,09
0,01 ± 0,002 0,012 ± 0,004 0,009 ± 0,005 0,014 ± 0,008

p
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05

p
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05

3.5.3.5. Các chỉ số sinh hóa đánh giá chức năng gan, thận
Sau 3 tháng sau phẫu thuật đặt vật liệu vào xương đùi, cơ thể đã có sự thích ứng với sự
có mặt của vật liệu và vật liệu cũng không gây ảnh hưởng đến chức năng gan, thận, không có
các biểu hiện suy kiệt, suy dinh dưỡng.
Chỉ số

Bảng 3.42. Thông số đánh giá chức năng thận của chó (n = 5)
Sau PT 1
Sau PT 2 tháng
Sau PT 3
tháng
tháng

Ure (mmol/l)
Creatinin mmol/l)
Protein (g/dl)
Albumin (g/dl)

3,57 ± 0,71
71,12 ± 23,21
8,27 ± 0,42
4,36 ± 0,21

3,84 ± 0,83

67,49 ± 19,45
8,29 ± 0,32
4,21 ± 0,17

3,72 ± 0,75
81,31 ± 21,38
8,32 ± 0,35
4,27 ± 0,21

Bảng 3.43. Các thông số đánh giá chức năng gan (n = 15)
Thông số
Sau PT 1 tháng
Sau PT 2
Sau PT 3 tháng
tháng
GOT (U/l)
33,46 ± 7,44
36,17 ± 8,76
37,21 ± 7,92
GPT (U/l)
31,79 ± 9,24
35,54 ± 8,67
33,45 ± 7,58
5,94
±
2,73
6,24±3,21
Bilirubin (mmol/l)
6,17 ± 2,98

p
>0,05
>0,05
>0,05
>0,05

p
>0,05
>0,05
>0,05

3.5.3.6. Hình ảnh đại thể vùng đặt vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3.
Hình 3.43 cho thấy sau phẫu thuật 1 đến 3 tháng, động vật nghiên cứu đều khỏe mạnh,
sẹo tại chỗ liền tốt, không có hiện tượng dò, chảy dịch, vôi hóa, hoại tử. Vật liệu được cơ bám
rất chặt, có hình ảnh vùng xương xung quanh phát triển xen vào vật liệu (hình 3.45).

24


A

B

Hình 3.43. Vết mổ vùng đùi của chó sau phẫu thuật 1 tháng (A), 3 tháng (B)

Hình 3.44. Ảnh xương đùi của chó và vật liệu PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3sau 3 tháng
phẫu thuật
3.5.3.7. Hình ảnh vi thể vị trí ghép PLA/nanoHApptbt/PEO/NH4HCO3 sau phẫu thuật 3 tháng
Kết quả cho thấy vật liệu có tính tương thích sinh học cao, tồn tại 3 tháng trong xương
đùi đã không gây nên các kích thích viêm mạn tính của xương đồng thời quá trình liền xương

vẫn đang tiến triển, tương tự với các diễn biến trên xương bình thường, không có biến chứng.

Hình 3.45. Hình ảnh vùng ổ Hình 3.46. Hình ảnh vùng vỏ Hình 3.47. Tạo cốt bào hoạt
khuyết xương sạch không có xương sạch không phản ứng
động mạnh quanh vị trí ổ
tế bào viêm
viêm
khuyết xương
Kết quả phần 3.5:
Hầu hết các chỉ số đều trở lại bình thường sau phẫu thuật 1 tuần, vật liệu tồn tại trong
xương đùi chó trong thời gian 4 tháng không gây nên phản ứng viêm hoặc các bất thường về
cấu trúc và hình thể, có hiện tượng tăng sinh, phát triển của xương vào vùng vật liệu, không
có hình ảnh viêm xương, viêm tủy xương.

25