含明胶纳米粒的仿生关节润滑液对人工关节材料的减摩抗磨作用研究

目的 探讨明胶纳米粒(gelatin nanoparticle,GLN-NP)在仿生关节润滑液中对人工关节材料的减摩、抗磨作用,为发展新型仿生关节润滑液提供理论基础。方法 采用丙酮法将胶原蛋白酸性(A型)明胶经戊二醛交联得到GLN-NP,表征GLN-NP粒径大小及稳定性。将5、15、30 mg/mL GLN-NP分别与15、30 mg/mL透明质酸(hyaluronic acid,HA)复合,制备不同浓度仿生关节润滑液,并用摩擦试验机观察其对氧化锆陶瓷的减摩和抗磨作用。应用MTT法考察仿生关节润滑液各成分对RAW264.7小鼠巨噬细胞的毒性。结果 GLN-NP粒径约为139 nm,粒径分布指数为0.17,表现为单一的高峰,说明GLN-NP颗粒粒径均一。在模拟体温条件下的完全培养基、pH7.4 PBS和去离子水中,GLN-NP随时间变化的粒径变化不超过10 nm,说明GLN-NP有很好的分散稳定性,且未发生聚集现象。与单纯15、30 mg/mL HA及生理盐水相比,在其中添加不同浓度GLN-NP后,其摩擦系数明显降低,磨痕深度、宽度及磨损体积均明显减小(P<0.05);各浓度GLN-NP组间差异无统计学意义(P>0.05)。生物相容性检测示,GLN-NP、HA和HA+GLN-NP溶液随浓度提高细胞存活率稍有下降,但细胞成活率均在90%以上,组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 制备的含GLN-NP仿生关节润滑液具有良好的减摩、抗磨作用;其中不含HA的GLN-NP生理盐水溶液减摩、抗磨效果最好。