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目前α-氰基丙烯酸烷基酯类生物胶已应用于临床许多方面^[1-2] ，但胶本身存在一些缺点，使其在骨科的应用受到限制，如抗冲击性能差，不能达到负重部位骨折黏合修复的生物学要求；黏度低，在组织液及脂肪组织较多的部位难以黏接或黏接效果不佳；体内降解时间缓慢，促进骨愈合效果不理想，较厚胶层有阻碍骨折愈合的危险^[3] 。因此如何对这种胶进行改性，最大程度发挥其黏合优势，减少自身缺陷，为本实验项目研究的主要目的^[4-5] 。只要以纯净胶为基础改性后的纳米骨胶在毒性方面不大于纯胶，并且在黏性和成骨方面效果优于纯胶，那改性就是成功的，为了检验改性后纳米骨胶的细胞毒性和胶黏方面性能，作者设计了此体外实验[6]。

由于纯净的α-氰基丙烯酸正丁酯胶存在一级细胞毒性，而体外培养细胞本身较脆弱，活性远低于体内同种细胞，因此对体外外环境中的毒性物质非常敏感，在内体可代谢和更新的细胞能耐受的低毒性物质，体外细胞接触就会发生死亡，经传代胰酶消化后的细胞就更易死亡。因此一级毒性的物质在体内对组织细胞的影响很小，对体外培养的细胞影响很大。而纯净的α-氰基丙烯酸正丁酯胶早经FDA批准使用于临床^[15] ，因此它的毒性在体内环境下经新陈代谢可以被去除并为组织细胞所耐受，不会产生严重影响，所以作者模拟体内环境中体液的代谢，对体外细胞生长环境进行每日更新，不断换液，使毒性物质能随换液(代谢)而除去，直到体外细胞能够耐受。实验也证实了作者这种想法的可行性，经3次浸泡换液后，毒性物质确实降低，原本细胞接触就会死亡的体外环境成为细胞可以贴壁生长的理想环境，而HPLC的实时监控发现确实存在这样一种物质，随不断换液，这种物质的浓度在不断明显降低，且经3次换液后，浓度降到一定程度即不再明显变化，说明这种物质经代谢后已基本释放平衡，这也是这种胶虽然有毒性，但仍然能被批准使用于临床的原因。但是实验还处于对这种胶的初级研究阶段，尚不能判断这种释放的毒性物质具体是哪种物质，为了消除这种毒性物质，之后的工作还需对这种物质进行定性定量判定，解决如何把它降到最低。
为增加α-氰基丙烯酸烷基酯生物胶的黏接强度，并使其具有一定的骨传导和骨诱导作用，作者在胶中加入一定量金属离子和成骨刺激因子。在之前预实验中，选择了纳米硫酸钙粉末^[16] ，它能在胶中形成均匀悬浊液，在一定比例范围内，能显著提高胶黏强度，并随比例变化胶黏强度呈现抛物线状，因此找到了纳米硫酸钙和α-氰基丙烯酸正丁酯的最佳配比，起到在“水泥中加沙”的特殊功效。而淫羊藿素是目前骨组织工程的研究热点，起到与BMP-2相似的成骨诱导作用，并在10^-5~10^-7 mol/L的浓度范围内时能起到最佳刺激成骨效果^[17] ，并且以这个浓度在胶中能完全溶解，起到特殊添加剂的作用。
通过加入纳米硫酸钙对这种胶进行改性研究^[18-19] ，虽然胶本身的毒性物质没有被消除，但纳米硫酸钙可在胶中形成均匀悬浊液，在单位体积的胶内，纳米骨胶的胶液量会少于纯净胶的胶液量，通过减少胶液量而一定程度上减少了毒性物质。而且在纯胶中加入了纳米硫酸钙颗粒，在胶由液态凝固转为固态时，胶体的收缩会因硫酸钙的支撑而减少，从而胶黏强度会增加，这就好比在水泥中加入河沙，混凝土的强度会明显增强一样，但加入量须有比例控制，加多了反而会减少胶黏强度，加少了作用不明显，在预实验中已经得到了硫酸钙与胶的最佳配比，并且纳米物质本身的力学强度就会比普通尺径物质强。而钙本身就是骨骼中主要成分，局部高钙环境会刺激成骨，硫酸钙在体内降解吸收时，释放出的SO₄^2-会在局部形成微酸环境，也具有刺激成骨细胞的作用，有实验发现，硫酸钙作为支架修补骨缺损时，骨的再生速率与硫酸钙吸收速率同步，既不会在新骨形成前降解也不会阻碍新骨形成，能起到良好的骨传导作用^[20] 。加入硫酸钙的胶在凝固时间上也明显短于纯净胶，这可能跟胶量相对减少，无水硫酸钙暴露在空气中更易吸收水分，能加速胶的凝固有关。因此在使用时，更短时间就能使骨断端粘合，在体内使用时，在暂时止血的情况下纳米骨胶可在下次出血前这数秒钟内即凝固，可克服因骨髓腔不断渗血导致的液态胶被稀释，强度降低，凝固时间延长所致的种种对普通生物胶的不利影响。另一方面，由于纯净的α-氰基丙烯酸正丁酯胶在体内降解速度较慢，有可能导致骨折延迟愈合甚至骨不连的发生，在加入硫酸钙后，不仅单位体积内胶量减少且胶黏强度增强，而且在胶凝固后，由于硫酸钙颗粒的存在，使阻隔在断端间的胶膜有硫酸钙产生连接传导作用，并且随硫酸钙的吸收，胶膜产生孔隙，有利于骨痂的形成穿透胶膜，加速胶的降解，从而不会阻碍骨的生长愈合。
淫羊藿素是一种在浓度范围(10^-5~10^-7 mol/L)内能刺激成骨细胞，抑制破骨细胞的成骨刺激因子，所起作用于BMP-2相似，但价格便宜许多，由于它的物美价廉，使其成为目前骨组织工程中研究较多的活性因子^[21] 。作者把它加入到纳米骨胶中，也是希望其能起到刺激成骨的作用。但在凝固胶体上培养细胞的环境中，用HPLC监测纳米骨胶中淫羊藿素的释放时，与淫羊藿素标准有机溶剂稀释液的峰形相比并未发现培养液中有淫羊藿素释放出来，并且淫羊藿素几乎不溶于水，把淫羊藿素粉末投入水中，发现水中的粉末基本未溶解，用此水溶液做HPLC检测时，波形图基本是基线的波动，与有机溶剂的标准液相比相差甚远。说明淫羊藿素不溶于水只溶于有机溶剂，在体外水溶性培养液中并不会对细胞起到作用，而且培养细胞环境下，凝固的胶并未发生降解(HPLC监测已培养细胞半月的铺胶孔板中的培养液与种上细胞第一天的铺胶孔板中的培养液相比无特殊峰形呈现)，在胶中的淫羊藿素不会释放到外环境中。这也是为何细胞实验不像力学实验那样将各改性物质分别与纯胶相配合进行分组检测的原因。因此体外培养的纳米骨胶组细胞与纯净胶组细胞在细胞活性和毒性上并无明显差异。但在体内环境下，由于存在多种酶和组织液的作用，胶发生缓慢降解的同时，释放到局部组织中的淫羊藿素会被溶解利用，起到刺激成骨的作用^[22] ，这种纳米骨胶还有可能成为活性因子的缓释载体。
通过纳米骨胶的体外实验发现纳米骨胶的细胞毒性与纯净α-氰基丙烯酸正丁酯胶相比无明显差别，可以说毒性不高于已通过FDA批准使用于临床的生物胶，而且通过改性研究，胶的力学强度明显增高，并且具备了刺激成骨，促进骨折愈合的实验基础。

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