生物功能化鈦基界面的構(gòu)建及骨質(zhì)疏松性骨折修復(fù)研究.pdf

1、鈦及鈦合金具有良好的機械性能和生物相容性被廣泛用作骨修復(fù)植入體及牙種植體等領(lǐng)域，然而，在實際應(yīng)用中，鈦基材料表面生物惰性使其缺乏骨誘導(dǎo)潛能，骨整合降低，導(dǎo)致植入體松動、植入手術(shù)失敗。尤其對于骨質(zhì)疏松性患者而言，鈦基植入體/骨釘?shù)脑缙谒蓜雍鸵莆滑F(xiàn)象會大幅度增加。因此，如何有效進行鈦基材料的表面改性，促進骨整合、提高植入手術(shù)的成功率，是鈦基界面修飾的研究熱點。基于此，通過層層自組裝（LBL）技術(shù)在鈦基材料上構(gòu)建了具有抑制破骨、促進成骨效應(yīng)的

2、生物功能性多層膜結(jié)構(gòu)，促進骨質(zhì)疏松性骨折的修復(fù)。主要內(nèi)容如下:
　　1. Ti6Al4V植入體界面仿生多層膜結(jié)構(gòu)對骨質(zhì)疏松性骨折的重塑研究
　　利用層層自組裝(LBL)技術(shù)將抗骨質(zhì)疏松藥物降鈣素（CT）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP2）嵌入到殼聚糖和明膠多層膜修飾的 Ti6Al4V（TC4）表面，構(gòu)建功能性多層膜（TC4/LBL/CT/BMP2）。研究證實，該功能性多層膜可以有效的控制CT和 BMP2的負(fù)載及可持續(xù)性釋放，加速骨形

3、成，同時抑制骨吸收。體外細(xì)胞實驗證明， TC4/LBL/CT/BMP2表面骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的堿性磷酸酶（ALP）活性、骨鈣素（OCN）的表達(dá)、礦化能力以及骨形成相關(guān)基因的表達(dá)均顯示出了較高的水平。體內(nèi)動物實驗研究中，將TC4及TC4/LBL/CT/BMP2等材料分別植入骨質(zhì)疏松癥模型動物體內(nèi)30天和90天后，利用Micro-CT、常規(guī)組織學(xué)和免疫組織化學(xué)技術(shù)進行分析。結(jié)果表明，與對照相比，TC4/LBL/CT/BMP2組可以

4、很好的促進骨損傷部位的骨形成。體內(nèi)推出力實驗結(jié)果顯示，TC4/LBL/CT/BMP2組具有較高的材料-骨界面結(jié)合強度，顯示出良好的骨植入整合能力。綜上所述，該研究為促進骨質(zhì)疏松癥患者植入手術(shù)中骨重建和骨愈合展示了良好的應(yīng)用前景。
　　2.鈦基界面功能分子存儲器多層膜對骨質(zhì)疏松性骨折的修復(fù)研究
　　利用β-環(huán)糊精修飾的殼聚糖作為分子存儲器（Chi-CD），負(fù)載維生素 D3的活性代謝物骨化三醇（1,25(OH)2D3，簡記為 V

5、D3），得到功能分子存儲器（Chi-CD@VD3）；并借助層層自組裝（LBL）技術(shù)將Chi-CD@VD3與降鈣素（CT，抑制骨吸收的藥物）組裝到 Ti6Al7Nb表面，形成功能性多層膜(Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3/CT）。體外研究表明， Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3/CT表面成骨細(xì)胞ALP的活性、礦化能力及骨相關(guān)基因與蛋白的表達(dá)水平顯著提高。與對照相比，Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3