丝素蛋白/羟基磷灰石复合物对磷酸钙骨水泥性能的影响

目的:磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement,CPC)以其诸多优点正得到了越来越多的应用,但其较差的力学性能表现也限制了它的使用范围。本研究目的在于改善磷酸钙骨水泥的力学性能,同时评估改性后的磷酸钙骨水泥的其他性能。方法:通过丝素蛋白(Silk fibroin,SF)的矿化自组装方法制备丝素蛋白/羟基磷灰石复合物(silk fibroin/hydroxyapitite composite,SF/HA),按照1%、2%、3%、4%的质量分数加入磷酸钙骨水泥中,与磷酸钙骨水泥组对比。比较内容包括力学强度、抗溃散性能及细胞毒性。结果:以丝素蛋白溶液为液相组的磷酸钙骨水泥强度大约为35 MPa。随后随着添加丝素蛋白/羟基磷灰石复合物的质量分数从1%增至3%,磷酸钙骨水泥的强度逐渐增加(P<0.05),最高约至45 MPa。而当丝素蛋白/羟基磷灰石的质量分数达到4%时,磷酸钙骨水泥的强度较质量分数3%组小幅度下降至43 MPa(P<0.05)。以丝素蛋白溶液作为液相时,磷酸钙骨水泥的抗溃散能力也得到了加强。在MTT法测定细胞活力的对照实验中,无论是加入丝素蛋白溶液或丝素蛋白/羟基磷灰石复合物,都未观察到细胞毒性。结论:在磷酸钙骨水泥中加入3%质量分数的丝素蛋白/羟基磷灰石复合物,能显著提高磷酸钙骨水泥的抗压强度。而丝素蛋白溶液作为液相可改善磷酸钙骨水泥的抗溃散能力。同时,丝素蛋白和丝素蛋白/羟基磷灰石复合物都不表现出细胞毒性。更理想的力学强度和更强的抗溃散能力,大大扩展了磷酸钙骨水泥的应用范围。