实验目的：　　 目前，广泛应用于临床上的骨板、骨钉等生物医用材料主要是钛及钛合金、不锈钢及聚乳酸等。但是，这些材料都存在一定的局限性。钛及钛合金、不锈钢等金属材料会发生应力遮挡效应，即将会属材料植入人体后，因其与入骨材料的弹性模量不匹配产生的人骨受力的遮挡效应，会使骨骼强度降低、愈合迟缓；而且在骨愈合后，需要二次手术取出材料。而聚乳酸等高分子材料力学性能差，很难承受较大的负重。因此目前临床上迫切需要一种不具备上述局限性的新型骨固定材料。而且随着对骨组织工程支架材料研究的不断深入，开发具有良好力学性能、可在体内安全降解的新型骨组织工程支架材料同样具有重要意义。　　 在这样的背景下，镁金属孕育而生。镁作为医用植入材料，与现在已投入临床使用的各种金属植入材料相比，具有以下突出的优点：①资源丰富，价格低廉，金属镁锭的价格在2万元／吨以下，而钛锭的价格在6万元／吨以上；②良好的生物相容性和生物可降解性；③是人体内仅次于钾、钠、钙的细胞内正离子，参与蛋白质合成，能激活体内多种酶，调节神经肌肉和中枢神经系统的活动，保障心肌正常收缩。镁几乎参与人体内所有新陈代谢过程。　　 虽然镁金属具有以上的优势，但将单纯的镁或镁合金直接应用于临床同样面临着许多问题。镁及镁合金的耐蚀性能较差，很容易发生点蚀，在有Cl-存在的环境中降解速度更快，且在周围介质的pH值低于11.5时，镁合金在人体内的腐蚀会加快。将镁合金植入体内后会引起周围局部环境的PH值升高而不利于细胞和组织的生长。虽然镁是人体的常量元素，但吸收过量镁离子对人体也是有害的。　　 为了进一步提高镁合金的生物相容性并增强其耐腐蚀性能，使其能够作为骨损伤后的固定材料和骨组织工程的支架材料，本研究将镁合金表面加上一层硅酸盐-磷酸盐复合涂层，并在体外将其与成骨细胞进行复合培养，检测成骨细胞的形态、分化、生长活力、细胞周期变化等各项指标，为经过表面改性的镁合金作为骨修复材料及骨组织工程支架材料的研究发展提供参考依据。　　 实验方法：　　 将4只出生后24h内的SD大鼠浸泡于75％的乙醇，通过胶原酶消化法获得较为均质的成骨细胞，细胞爬片，固定，行碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫荧光染色与矿化结节茜素红染色进行细胞鉴定。将镁合金(含Zn2％，Mn0.8％，Ca1.0％)进行脱脂和活化处理后，浸泡于Ca(NO3)2和NaSiO3的混合溶液中并加入硫酸和磷酸，使镁合金表面生成硅酸盐-磷酸盐复合涂层，并用能谱分析型扫描电子显微镜分析其元素含量。将成骨细胞与材料样品进行复合培养后，用扫描电镜观察成骨细胞的细胞形态。向装有材料样品的容器中，加入含10％胎牛血清的H-DMEM细胞培养液，培养24h，制各浸提液。用浸提液培养成骨细胞，并通过倒置相差显微镜观察、MTT检测法、ALP活度检测法、流式细胞仪细胞周期检测法综合分析成骨细胞与材料样品的体外相容性。　　 实验结果：　　 成骨细胞细胞形态呈梭形或多角形，接触抑制现象不明显，可多层生长，碱性磷酸酶染色和Ⅰ型胶原免疫荧光染色呈阳性，培养一段时间后，细胞间的矿化结节茜素红呈阳性，显示出较强的成骨活性。对镁合金进行表面处理后，经过能谱分析，可以得出材料样品的硅含量分别为0.1％～0.5％、1％～5％和8％～12％，分别设为低硅组、中硅组与高硅组。　　 经过复合培养后，在扫描电镜下可见，样品表面形态粗糙，有利于细胞黏附。在低硅组、中硅组与高硅组材料表面均有细胞附着，细胞已伸展成梭形或多角形，伸出伪足黏附于材料上。而单纯镁合金组未见细胞生长。　　 在倒置相差显微镜下可见，低硅组、中硅组与高硅组的细胞生长情况均良好，而单纯镁合金组的细胞生长缓慢且密度较稀疏，形态不规则。　　 MTT检测结果表明，中硅组的吸光度高于其他各组(p＜0.05)，单纯镁合金组的吸光度低于其他各组(p＜0.05)。　　 ALP活度检测结果表明，中硅组的ALP活度高于其他各组(p＜0.05)，48小时和72小时低硅组、高硅组和单纯镁合金组的ALP活度高于阴性对照组(p＜0.05)。　　 细胞周期检测结果表明，中硅组的细胞增殖指数（（S期+G2期）％）高于其他各组(P＜0.05)，而单纯镁合金组的细胞增殖指数要低于其他各组(P＜0.05)。　　 实验结论：　　 镁合金表面硅酸盐-磷酸盐涂层与成骨细胞具有良好的相容性，在体外培养的环境下，有利于细胞的生长、黏附、增殖和分化。