表面改性对介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合材料性能的影响

实验制备了介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合骨修复材料,采用砂纸打磨及喷砂对其表面进行改性。结果表明:表面改性明显提高了复合材料表面的粗糙度和亲水性(水接触角降低),喷砂在复合材料表面暴露出大量的介孔硅酸钙镁,形成了多孔结构,粗糙度和亲水性提高最大。表面改性复合材料在模拟体液中浸泡7 d后,表面都形成了大量磷灰石;表面改性促进了MC3T3-E1细胞在复合材料表面粘附、增殖和分化。喷砂比砂纸打磨更明显地提高了复合材料的生物学性能。

聚醚醚酮/介孔硅酸钙镁复合材料表面周期性微沟槽对细胞行为的影响

采用飞秒激光在聚醚醚酮/介孔硅酸钙镁复合材料表面构建了不同宽度(20、40μm和60μm)的周期性微沟槽,考察了微沟槽宽度对大鼠骨髓间充质干细胞黏附、增殖与分化的影响。结果表明:不同宽度的周期性微沟槽可以调控细胞的响应行为。经过飞秒激光精确而超快烧蚀,微沟槽的内表面形成了微纳结构,暴露出大量的介孔硅酸钙镁颗粒,其内表面粗糙度明显提高;随着微沟槽宽度的增加,复合材料表面的蛋白质吸附性能提高,而且明显促进了大鼠骨髓间充质干细胞响应;当微沟槽宽度为60μm时,复合材料表面显著地促进了细胞黏附、增殖与成骨分化,并且诱导细胞沿着沟槽方向生长。

异黄酮介孔玻璃水泥支架材料修复兔股骨骨缺损

目的评价异黄酮介孔玻璃水泥支架材料修复兔股骨骨缺损的效果。方法采用不同组分的骨水泥材料,并用介孔玻璃水泥粉末吸附植物性激素大豆异黄酮(isoflavone,IS),制备成载IS的硫酸钙(calcium sulphate,CS)骨水泥(CS/IS)、载IS的20%介孔硅酸钙镁/硫酸钙(20%mesoporous magnesium calcium silicate/calcium sulfate,20m-MCS/CS)骨水泥(20m-MCS/CS/IS)、载IS的40%介孔硅酸钙镁/硫酸钙(40m-MCS/CS)骨水泥(40m-MCS/CS/IS),检测不同骨水泥支架材料的体外释药性能。将60只成年雄性新西兰大白兔随机分成4组,每组15只,制作右侧股骨末端骨缺损模型后,分别植入CS、20m-MCS/CS、40m-MCS/CS以及40m-MCS/CS/IS,于术后第4、8、12周各组随机处死5只兔并取材,进行micro-CT扫描,脱钙后切片并进行三色染色,普通显微镜下观察。结果 20m-MCS/CS/IS和40m-MCS/CS/IS骨水泥对IS的释放均为缓释,但40m-MCS/CS/IS的释放量更多,在第25天已高达(41.0±1.8)%,因此后续实验中采用40m-MCS/CS/IS。动物实验表明,骨水泥支架植入12周后,CS组的缺损部位仍比较明显,20m-MCS/CS组有了一定程度的修复,40m-MCS/CS组已基本愈合,而40m-MCS/CS/IS组已基本完全愈合并且骨小梁已贯穿骨缺损区。三色染色结果显示40m-MCS/CS/IS复合骨水泥有更快的降解速度,能够促进大量新生骨和成熟骨的产生,其促成骨能力也优于40m-MCS/CS。结论异黄酮介孔玻璃水泥能有效修复腔隙性骨缺损,有望成为新型骨缺损修复材料。