多孔鈦合金表面生物活性鎂塗層改性及其成骨效應研究

《多孔鈦合金表面生物活性鎂塗層改性及其成骨效應研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由李小康擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多孔鈦合金表面生物活性鎂塗層改性及其成骨效應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李小康
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

多孔鈦合金材料憑藉良好的生物相容性、力學特性和骨長入特性成為骨組織替代修復的理想材料，但仍存在無生物活性、深部骨長入不佳和血管生成情況不明等諸多問題。如何對上述缺點加以改進成為多孔鈦合金套用領域研究的重點。鎂是一種革命性的可降解金屬材料，具有促進骨生長、血管誘導和抗感染等多重生物學作用，但抗腐蝕性差、力學強度不足限制了其在骨修復領域的套用。本項目擬在前期多孔鈦合金研究的基礎上，採用氣相沉積的方法將鎂塗層製備於多孔鈦合金表面及內部，並用微弧氧化的方法對鎂塗層的降解速率加以調控，使該複合材料兼具鈦合金力學性能和鎂金屬生物學活性的優勢，誘導新骨和血管長入多孔結構，促進界面骨整合。經檢索，國內外未見同類設計與報導。本課題通過動物骨缺損模型修復實驗，主要聚焦於複合材料對新骨形成及血管長入的影響及其相關機制研究，同時對鎂降解形成的抗感染效果展開初步探索，有望為骨修復重建提供理想新材料。

結題摘要

多孔鈦合金材料憑藉良好的生物相容性、力學特性和骨長入特性成為骨組織替代修復的理想材料，但仍存在無生物活性、深部骨長入不佳和血管生成情況不明等諸多問題。如何對上述缺點加以改進成為多孔鈦合金套用領域研究的重點。鎂是一種革命性的可降解金屬材料，具有促進骨生長、血管誘導和抗感染等多重生物學作用，但抗腐蝕性差、力學強度不足限制了其在骨修復領域的套用。本項目在前期多孔鈦合金研究的基礎上，採用真空離子鍍膜的方法將鎂塗層製備於多孔鈦合金表面及內部，使該複合材料兼具鈦合金力學性能和鎂金屬生物學活性的優勢，誘導新骨和血管長入多孔結構，促進界面骨整合。通過檢測製備的塗層具有良好的粒徑和很好的塗層粘附。表面化學成分和形貌分別採用X射線衍射和帶有雷射能譜的掃描電鏡進行分析。體外細胞毒性和增殖實驗發現鈦合金表面鎂塗層對於MC3T3-E1細胞具有良好的生物相容性和可降解性。更進一步的體內研究，包括螢光標記，顯微CT掃描分析，VG組織學切片染色等實驗發現，多孔鈦合金鎂塗層修飾後能夠顯著促進兔股骨髁部缺損在4周和8周時的骨修復，比單純鈦合金組具有更好的骨形成和骨整合。因此，多孔鈦合金表面生物活性鎂塗層修飾可被用於骨植入物，能夠有效促進骨形成和骨整合。