3D打印磷酸钙涂层多孔镁金属支架的力学性能和生物相容性评估

背景负重部位骨松质的大面积缺损修复是临床中一个待解决的难题,多孔镁金属结合磷酸钙(Ca-P)生物活性涂层有望克服这一难题,但缺乏相应力学和生物相容性评价。目的评价Ca-P涂层多孔镁金属支架的力学性能和生物相容性。方法采用选择性激光熔化3D打印工艺制备多孔镁金属支架,通过化学转化法在多孔纯镁金属支架表面制备Ca-P生物活性涂层,与无涂层镁金属支架做对比。采用扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱对材料涂层的形貌、成分进行表征;通过压缩力学实验绘制应力-应变曲线,并计算支架屈服强度和弹性模量。采用CCK-8法、活死染色和细胞黏附等手段检测多孔镁金属支架的生物相容性。结果制备Ca-P涂层多孔镁金属支架;扫描电子显微镜和能量色散X线能谱结果显示多孔镁金属支架内部镁颗粒呈现出融合体状;Ca-P涂层由花瓣状晶粒以一定的取向相互堆叠而成,与基体无缝隙紧密结合。力学性能测试显示,Ca-P涂层多孔镁金属支架抗压强度高于无涂层支架[(35.3±0.7)Mpa vs(31.0±1.0)Mpa,P=0.003,n=3],杨氏模量高于无涂层支架[(656.0±8.7)Mpa vs(623.0±7.0)Mpa,P=0.007,n=3];生物相容性结果显示,相比空白组,Ca-P涂层支架有显著促增殖作用,无涂层支架有显著抑制作用。结论相比无涂层多孔镁金属支架,Ca-P涂层多孔镁金属支架力学性能优,生物相容性好,可用于负重部位骨松质缺损的修复。