Mg-Zn-(β-TCP)復合材料生物相容性的評價.pdf

1、目的:探討Mg-6％Zn-(β-TCP)復合材料的生物相容性和體內(nèi)降解行為及對骨缺損愈合的影響,為制備新型可控降解鎂合金醫(yī)用植入材料提供理論基礎。
　　 方法:采用粉末冶金方法制備β-TCP含量分別為5％,10％和15％的Mg-6％Zn-(β-TCP)復合材料;用浸泡實驗研究Mg-6％Zn-(β-TCP)復合材料的抗腐蝕性能;用MTT法檢測Mg-6％Zn-(β-TCP)復合材料的細胞毒性;體內(nèi)植入實驗評價Mg-6％Zn-(β-T

2、CP)復合材料對骨缺損愈合的影響,用離子濃度檢測不同時間點術(shù)前與術(shù)后血液中的鎂、鋅、鈣離子濃度,于術(shù)后第2周、4周、8周、12周時間處死動物,對心臟、肝臟、腎臟和植入體周圍背部肌肉行組織切片檢查,骨標本行Mirco-CT和脫鈣組織切片檢測;對植入體內(nèi)2周和4周殘留的復合材料行SEM和EDS分析。
　　 結(jié)果:采用粉末冶金方法制備的含5％、10％和15％(β-TCP)的Mg-6％Zn復合材料的分別為21、24、36GPa,均與人體

3、骨質(zhì)的彈性模量3-20GP相接近。體外浸泡實驗結(jié)果表明(β-TCP)的添加量對浸泡液離子濃度影響不大,浸泡液PH值變化最小的為Mg-6％Zn-10％(β-TCP),浸泡過程中Mg-6％Zn-5％(β-TCP)試樣質(zhì)量變化較明顯。Mg-6％Zn-10％(β-TCP)和Mg-6％Zn-15％(β-TCP)兩組試樣,其抗腐蝕性能較好;MTT法檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)含10％和15％(β-TCP)的兩組復合材料的100％、50％、10％濃度浸提液對L929

4、細胞均無毒性;復合材料植入體內(nèi)后2周、4周、8周、12周血液內(nèi)Mg2+離子在1.65～1.85mmol/L范圍內(nèi)波動(正常值0.88～2.22mmol/L),Ca2+在3.65～4.02mmol/L范圍內(nèi)波動(正常值3.1～5.2mmol/L),Zn2+在86～96.4μmol/L范圍內(nèi)波動(正常值76.5～170μmol/L);植入2周、4周、8周、12周后組織切片結(jié)果顯示植入物均未引起心臟、肝臟、腎臟的明顯病理改變,周圍軟組織內(nèi)未見

5、明顯的炎癥反應和壞死;Micro-CT掃描檢查發(fā)現(xiàn)2周時復合材料邊緣還清晰;4周時邊緣開始模糊,有點狀的缺損區(qū),骨缺損愈合,復合材料周圍有新骨生成;8周時材料已有部分的缺損,新骨開始包裹住復合材料;12周時兩組復合材料均己不成形,耐腐蝕性能較好的Mg-6％Zn-15％(β-TCP)組的還存有一部分,Mg-6％Zn-15％(β-TCP)組已完全不顯影,復合材料植入?yún)^(qū)有新骨生成。上述結(jié)果復合材料隨著植入時間的延長逐漸降解。骨標本脫鈣切片檢測

6、發(fā)現(xiàn):在植入物周圍有新生的骨組織,可見到骨細胞和成骨細胞,少量的纖維組織。植入體內(nèi)的殘留試樣SEM和EDS檢測發(fā)現(xiàn)試樣表面沉積物為富含Mg、O、P、Ca、Zn等物質(zhì)。
　　 結(jié)論:1.采用粉末冶金方法能制備不同β-TCP含量的Mg-6％Zn復合材料,其力學性能與骨質(zhì)相匹配。
　　 2.體外浸泡實驗,10％和15％(β-TCP)含量的Mg-6％Zn復合材抗腐蝕性能較好。
　　 3.細胞毒性試驗,Mg-6％Zn-10