【摘 要】
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目的研究聚甲基丙烯酸甲酯-矿化胶原/镁钙合金(PMMA-nHAC/Mg-Ca)复合材料的体外降解行为及其应用于体外细胞实验中的生物相容性及成骨能力。方法将矿化胶原与经微弧氧化处理的镁钙合金片(直径11mm,厚2mm,孔径0.7mm,孔数5个)通过冷冻干燥的方式复合成型,随后在外层浸涂聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥以增强矿化胶原与镁钙合金的复合。使用扫描电子显微镜观察材料的表面及横截面形貌,能谱仪检测元素的
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目的研究聚甲基丙烯酸甲酯-矿化胶原/镁钙合金(PMMA-nHAC/Mg-Ca)复合材料的体外降解行为及其应用于体外细胞实验中的生物相容性及成骨能力。方法将矿化胶原与经微弧氧化处理的镁钙合金片(直径11mm,厚2mm,孔径0.7mm,孔数5个)通过冷冻干燥的方式复合成型,随后在外层浸涂聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥以增强矿化胶原与镁钙合金的复合。使用扫描电子显微镜观察材料的表面及横截面形貌,能谱仪检测元素的组成;进行体外降解试验观察材料的p H和失重变化;接触角试验检测材料的亲水性。体外细胞实验根据ISO10993-5采用直接和间接方式培养小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1),将MC3T3-E1直接接种在PMMA-nHAC/Mg-Ca组及Mg-Ca组材料上,培养24小时后,通过扫描电子显微镜观察细胞在材料上的粘附情况;将PMMA-nHAC/Mg-Ca组及Mg-Ca组分别按照材料/介质为200mg/1000μL的比例制备浸提液,培养MC3T3-E1,通过MTT实验检测PMMA-nHAC/Mg-Ca组及Mg-Ca组的浸提液对MC3T3-E1增殖的影响;通过碱性磷酸酶(ALP)活性和茜素红染色实验检测PMMA-nHAC/Mg-Ca组及Mg-Ca组的浸提液对MC3T3-E1成骨能力的影响;通过鬼笔环肽染色实验观察PMMA-nHAC/Mg-Ca组及Mg-Ca组的浸提液对MC3T3-E1细胞骨架结构的影响。结果扫描电镜显示,PMMA-nHAC/Mg-Ca组复合相对紧密,主要由Mg、Ca、P三种元素组成。体外降解试验表明,PMMA-nHAC/Mg-Ca组的p H变化较Mg-Ca组缓慢,并且在7天和14天的失重率均小于Mg-Ca组(P<0.05);接触角试验表明PMMA-nHAC/Mg-Ca组为亲水性材料,Mg-Ca组为疏水性材料(P<0.05)。体外细胞实验结果表明,PMMA-nHAC/Mg-Ca组的细胞粘附数量多于Mg-Ca组,并且具有更多的伪足和更高的细胞间桥连接率。在MTT实验中,PMMA-nHAC/Mg-Ca组在各时间点的细胞增殖率均高于Mg-Ca组(P<0.05);在7天的碱性磷酸酶实验中,与Mg-Ca组相比,PMMA-nHAC/Mg-Ca组表现出更高的ALP活性(P<0.05),并且在14天和28天的茜素红实验中有更明显和面积更大的钙化结节(P<0.05);PMMA-nHAC/Mg-Ca组浸提液培养细胞1天后,细胞显示出更清晰和更完整的细胞骨架结构,细胞形态更好,并且细胞覆盖面积大于Mg-Ca和NC组(P<0.05)。结论PMMA外层加强的nHAC/Mg-Ca复合材料,其降解速率较微弧氧化处理的Mg-Ca合金缓慢,亲水性、细胞生物活性和成骨能力均有所提高,这种复合方式为矿化胶原与镁钙合金的复合提供了新的思路,外层使用加强剂有望成为增强其两者复合的有效方法。
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