多巴胺誘導(dǎo) AZ31 醫(yī)用鎂合金仿生礦化 HA 涂層的體內(nèi)研究.pdf

1、鎂合金因其出色的生物相容性和獨(dú)特的機(jī)械性被用作生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可降解骨科植入材料。植入鎂合金植體使得存在于金屬植入材料和骨組織之間的“應(yīng)力遮擋”可以減少甚至完全消失。因鎂合金在生物體內(nèi)的腐蝕降解性，移除金屬植體的二期手術(shù)可以避免。醫(yī)用鎂合金在生理體液環(huán)境下釋放氫氣以及降解速度的不可控性，使得臨床廣泛應(yīng)用受到限制。隨著合金冶煉技術(shù)和材料表面改性技術(shù)的發(fā)展，其有效地降低了Mg及其合金體內(nèi)腐蝕速度。近年來(lái)不同的表面涂層應(yīng)用于Mg及其合金以改善其抗

2、腐蝕性及生物相容性，例如純Mg涂層，鈦涂層，氟化物涂層以及Ca、P涂層。因Ca、P元素是人體骨基質(zhì)的重要成分，鈣磷涂層具有很好的生物相容性，骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性；此外，Mg及其合金的生物學(xué)特性有誘導(dǎo)成骨性。在諸多涂層方法中，仿生礦化法因其制備工藝簡(jiǎn)單、成本消耗低，被應(yīng)用于材料表面改性鍍膜涂層等方面。已有研究應(yīng)用仿生礦化法在多種材料表面成功制備鈣磷涂層。仿生礦化的原理在于仿生礦化溶液里的Ca2+可被材料表面帶負(fù)電荷的活性官能團(tuán)吸附，進(jìn)而鈣磷

3、離子被誘導(dǎo)在材料表面。而聚多巴胺（PDA）含有的兒茶酚官能團(tuán)可與有機(jī)無(wú)機(jī)材料粘附形成薄膜，同時(shí)也具有很好的生物相容性，最大的優(yōu)點(diǎn)是為改性的材料表面提供活性官能團(tuán)。因此，本課題組將PDA涂層修飾醫(yī)用鎂合金表面，然后采用仿生礦化的方法將PDA涂層的AZ31浸泡在仿生礦化液里形成HA涂層，初步研究Mg/Mg alloy的改性方法。本文主要是將多巴胺仿生礦化形成鈣磷涂層的醫(yī)用Mg/Mg alloy植入到SD大鼠股骨內(nèi)，探究改性后Mg/Mg al

4、loy體內(nèi)的腐蝕速度、相容性和誘導(dǎo)成骨，并評(píng)價(jià)改性Mg/Mg alloy作為骨植入材料的可行性。
　　目的：通過(guò)將聚多巴胺誘導(dǎo)Mg alloy形成仿生HA涂層的植入體植入動(dòng)物體內(nèi)12周，探究改性后的AZ31鎂合金的體內(nèi)的腐蝕速度、相容性和誘導(dǎo)成骨。
　　方法：制備聚多巴胺誘導(dǎo)羥基磷灰石仿生礦化涂層改性的醫(yī)用鎂合金AZ31柱狀體并植入到SD大鼠股骨內(nèi)，以未改性的醫(yī)用Mg和Ti合金作為對(duì)照。通過(guò)血清生化檢測(cè)以及肝腎等器官的組織病

5、理學(xué)檢測(cè)研究改性后鎂合金體內(nèi)生物相容性。通過(guò)X線(xiàn)以及Micro-CT影像學(xué)檢測(cè)探究改性鎂合金體內(nèi)耐腐蝕性以及骨的Van-Gieson染色顯示生物可降解鎂合金的體內(nèi)骨誘導(dǎo)性。
　　結(jié)果：三組的血清鎂離子濃度均在正常范圍內(nèi)，肝腎等重要器官組織病理檢測(cè)結(jié)果表明植體對(duì)大鼠機(jī)體的循環(huán)、泌尿系統(tǒng)的代謝無(wú)不良影響；改性鎂植體周?chē)M織無(wú)炎癥細(xì)胞出現(xiàn)。小動(dòng)物X線(xiàn)片Micro-CT影像學(xué)檢測(cè)顯示植入體植入股骨初期，鎂合金和改性組均有一定的低密度影像；

6、同未涂層的醫(yī)用鎂合金相比，仿生礦化涂層的Mg alloy在股骨內(nèi)的降解率更慢更規(guī)律：植入第4周，改性鎂合金組植體周?chē)谐晒羌?xì)胞以及新骨形成；在植入第12周，改性Mg的降解殘留率（RW）是76％而未涂層的鎂合金降解殘留率是70%。Micro-CT檢測(cè)和骨組織的Van-Gieson染色說(shuō)明改性Mg alloy體內(nèi)成骨量多于未改性的醫(yī)用鎂合金，與鈦合金成骨大致相同，仿生礦化HA涂層的Mg/Mg alloy具有更好的誘導(dǎo)成骨能力。
　　結(jié)