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磷酸钙骨水泥(CPC)具有可注射、可塑形、原位等温自固化等特性,以及良好的生物相容性和骨传导性,在骨修复材料领域得到广泛的应用。但CPC也存在力学强度不高、降解速度较慢以及缺乏骨诱导性等方面的局限性,限制了其进一步发展。本研究通过调控钙含量、复合掺锌硅酸钙引入硅/锌双功能性离子、复合改性聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)微球的方式对CPC进行改性,以解决CPC性能不足的问题。本研究以课题组过去研发的部分结晶磷酸钙-磷酸氢钙(PCCP-DCPA)体系CPC骨修复材料为研究对象。本研究通过改变PCCP的钙含量,研究钙含量对CPC性能的影响,首先优化其基础性能。研究表明,相对于初始CPC的钙含量,将钙含量提高2%和5%可降低CPC固化体的孔隙率,而结晶度和抗压强度均有所提高,但当钙含量提高达到10%则对CPC性能产生负面的影响。体外细胞实验表明,钙含量提高2%和5%对小鼠骨髓间充质干细胞(m BMSCs)的黏附、活性和成骨相关基因表达起到一定的促进作用,其中提高5%的效果最佳。鉴于CPC本身缺乏骨诱导性,本研究采用化学沉淀法制备掺杂量可调控的锌掺杂硅酸钙(Zn-CS)粉体,与CPC复合(Zn-CS/CPC)可以在稳定硅酸根离子释放量的同时,通过改变锌离子的掺杂量调控锌离子的释放量,因此基于细胞毒性、碱性磷酸酶(ALP)活性表达和成骨及成血管相关基因表达实验,通过高通量的试验方法筛选出纯硅酸钙(CS)粉体的最佳复合量是10%。将CS复合量固定为10%的基础上,用Zn-CS粉体替换CS粉体,基于细胞毒性、ALP活性表达和成骨及成血管相关基因表达实验,再次通过高通量的试验方法筛选出锌离子的最佳掺杂量为20%和30%,以最大程度地促进CPC的骨诱导性能。同时,复合Zn-CS粉体可以降低CPC的孔隙率和提高CPC水化产物的结晶度,从而显著提高CPC的抗压强度,复合Zn-CS粉体还可以促进m BMSCs在CPC表面上的黏附和活性。复合PLGA微球是促进CPC降解的有效方法,有利于加快成骨,但由于PLGA亲水性差,不具有生物活性,导致与CPC基体结合不理想,并降低CPC的生物活性。本研究采用多巴胺(Dopamine,DA)对PLGA微球进行表面改性得到DA改性PLGA(DA-PLGA)微球,并与CPC复合制备出DA-PLGA/CPC复合骨水泥。相对于传统的PLGA微球,DA-PLGA微球表面有一层聚多巴胺膜,使其具备了良好的亲水性,使得DA-PLGA微球与CPC基体分散均匀并更紧密地结合,显著提高了CPC的抗压强度。此外,聚多巴胺膜的存在减缓了酸性降解产物的早期突释,有效减小发生无菌性炎症的风险。体外细胞实验表明:DA-PLGA/CPC可以明显促进细胞黏附相关基因的表达,其中10DA-PLGA/CPC可以显著提高m BMSCs的ALP活性和成骨相关基因的表达。