生物活性离子改性透钙磷石骨水泥的生物和理化性能

背景:透钙磷石骨水泥作为一种骨替代和骨填充材料,因其具有良好的生物相容性、骨传导性等优点,尤其是相比于其他磷酸钙类骨水泥具有更好的生物降解能力,在骨修复方面有重要应用价值,但也因其存在机械性能不足、固化反应快及注射性能差等问题的限制,目前一般只能用于非负重区骨的修复。目的:探讨生物活性离子(金属离子和非金属离子)改性透钙磷石骨水泥,以期拓展使用范围。方法:利用Pub Med、Science Direct和中国知网、万方数据库检索2018-2023年发表的文献,中文检索词为“金属离子,铁,铜,锶,镁,锌,非金属离子,改性,骨,透钙磷石骨水泥”;英文检索词为“metal ion,iron,Fe,copper,Cu,strontium,Sr,magnesium,Mg,zinc,Zn,non-metal ion,modification,bone,Brushite Cements”。通过阅读标题、摘要对所得文献进行初筛,排除重复及内容不相关文献,最终纳入64篇文献进行综述。结果与结论:(1)生物活性离子影响透钙磷石骨水泥水化反应过程,不同离子以离子取代的方式掺入透钙磷石骨水泥晶体结构中,改变了骨水泥晶体形态,引起凝固时间、注射性、抗压强度等理化性能改变。(2)离子改性的透钙磷石骨水泥因不同的晶体结构而产生不同的离子释放效应,不同类型离子具有如促血管生成/成骨、抗菌及抗肿瘤等特性而发挥作用,此外,透钙磷石骨水泥具有良好的生物降解性,这对于各离子性能的发挥具有极大优势。(3)不同离子改性透钙磷石骨水泥理化性能影响如下:铁、铜、锶、镁、锌、银、钴可延长凝固时间;锶、镁可提高注射性能;铜、锶、镁、银、硅可增强抗压强度;能同时改善透钙磷石骨水泥以上3种理化性能的离子有锶、镁;良好的理化性能是临床应用的前提,故离子改善透钙磷石骨水泥的凝固时间、注射性及抗压强度等性能对骨水泥的研究应用具有重要意义。(4)不同离子改性透钙磷石骨水泥生物性能影响如下:铜、锶、镁、锌、钴、锂、硅、硒具有促血管生成/成骨效应;铁、铜、镁、锌、银具有抗菌特性;镁离子具有抗炎特性;铜、硒具有抗肿瘤性。(5)综上所述,镁离子能改善透钙磷石骨水泥凝固时间、注射性和抗压强度,同时具有促新生血管生成/成骨及抗菌性,对合并感染的骨缺损治疗具有良好应用前景;此外,铜还具有抗肿瘤特性,因此铜离子在感染、肿瘤引起的骨缺损治疗方面有巨大潜力;只是目前相关研究仍处于基础研究阶段,不同离子掺杂浓度和合成条件等对透钙磷石骨水泥理化性能的影响需进一步探索,同时对于生物性能影响也需更长期的研究观察。

电流密度对声电沉积生物活性透钙磷石涂层结构和形貌的影响

通过声电沉积工艺在碳/碳复合材料表面制备了生物活性透钙磷石涂层,采用SEM、FTIR、XRD研究了超声场中电流密度对涂层组成结构和形貌的影响。发现在一定工艺条件下,随电流密度增加,涂层的平均晶粒尺寸减小,致密度增加;当电流密度小于10mA/cm2时涂层形貌为片状,10mA/cm2～26mA/cm2时为粒状,32mA/cm2时为花菜心状。且涂层中透钙磷石晶体的择优取向也发生变化,择优晶面依次为(021)、(111)、(220)。同时还讨论了涂层微观结构变化机理。

纳米Fe_3O_4对透钙磷石骨水泥的理化性能影响研究

将纳米Fe3O4按与透钙磷石骨水泥基质质量比为1∶20、1∶10及1∶5的比例加入,研究对其性能的影响。结果表明,随Fe3O4掺入增多,由于理化结构改变,骨水泥固化时间被延长至约9～27min;固化放热明显降低;可注射性和抗压强度先上升后下降,掺入比为1∶10时,可注射性(可注射系数约89%)及抗压强度(约45MPa)最优,显著高于掺杂前;在1.59×106 A/m磁场下,材料饱和磁化强度从0.49A.m2/kg增加到5.51A.m2/kg,矫顽力从233.23A/m增加到707.64A/m;降解速度减缓明显,当掺入比达1∶5时,材料28d浸泡失重率由未掺杂时的约14.9%下降到约7.5%。

透钙磷石涂层浸提液掺锶对MC3T3-E1细胞成骨相关因子表达的影响

目的:探讨透钙磷石与锶对成骨细胞的协同作用。方法:电化学沉积制备含透钙磷石涂层钛片,浸提法制备其浸提液,向配制好的浸提液中分别加入0.1%、0.5%和1%的锶。将MC3T3-E1细胞置于掺锶的浸提液中进行培养,检测不同含锶量的透钙磷石涂层浸提液中MC3T3-E1细胞活性、ALP活性,RT-PCR检测b FGF和VEGF mRNA表达。结果:含透钙磷石涂层钛片浸提中锶的浓度为0.1%、0.5%和1%时,培养的MC3T3-E1细胞增殖率、ALP活性、b FGF和VEGF mRNA表达均高于无锶对照组(P<0.05)。结论:掺锶透钙磷石对MC3T3-E1细胞成骨功能有促进作用。

透钙磷石骨水泥制备及其载药性能

背景:与其他磷酸钙类骨水泥相比,透钙磷石骨水泥在生物体内具有更好的生物降解能力,能被生物体较快吸收,但其在生物体内的机械性能会有所下降,同时其固化时间过快,可注射性较差。目的:以β-磷酸三钙为主体骨水泥粉末,搭配合适的骨水泥固化液,制备新型透钙磷石骨水泥,改善其固化性能,同时观察其载药性能。方法:以碳酸钙和磷酸氢钙为原料制备β-磷酸三钙粉末;将柠檬酸、磷酸化壳聚糖、明胶、羟丙基甲基纤维素与水混合溶解,制备骨水泥固化液,将β-磷酸三钙、一水合磷酸二氢钙的混合粉末与固化液混合制备透钙磷石骨水泥。考察透钙磷石骨水泥的微观形貌、组成成分、粒径大小及分布、固化时间、抗压强度及释药性能。结果与结论:β-磷酸三钙为微、纳米共混体系,微米级颗粒直径为(2.24±0.38)μm,纳米级颗粒直径为(334.95±151.62)nm;透钙磷石为片状结晶,堆积较为紧密。制备的骨水泥粉末主要成分为透钙磷石,同时还存有部分未反应的β-磷酸三钙。透钙磷石骨水泥的固化时间为(6.20±1.30)min,抗压强度为(22.90±3.13)MPa。药物释放实验证明透钙磷石骨水泥具有一定的缓释能力。

载丹皮酚透钙磷石骨水泥的制备与表征

背景:丹皮酚是传统骨科良药的活性成分,镇痛消肿,可促进受伤骨组织愈合。透钙磷石骨水泥生物相容性好,且可在体内完全降解,大量研究关注改性以使其更适合临床应用。目的:在透钙磷石骨水泥中负载丹皮酚,制备丹皮酚/透钙磷石骨水泥可注射支架材料,研究丹皮酚的加入对骨水泥固化时间、可注射性、抗压强度、缓释性能、抗菌性能及细胞亲和性能的影响。方法:以硝酸钙和磷酸氢二铵为原料湿法制备磷酸三钙,并1 000℃煅烧成β-磷酸三钙;将壳聚糖溶解于柠檬酸溶液制备固化液;将β-磷酸三钙、磷酸二氢钙和丹皮酚的混合粉末与固化液均匀调拌制备透钙磷石骨水泥。测试骨水泥的固化时间、可注射性、理化结构、抗溃散性、抗压强度、降解性能、药物缓释性能、抗菌性能和细胞亲和性。结果与结论:随丹皮酚含量增加,骨水泥固化时间延长,均在12-17 min之间,但抗溃散性、可注射性、抗压强度和晶相与基团组成均不受显著影响;材料降解性增强,药物释放浓度增加。抑菌圈实验结果显示,复合骨水泥对大肠杆菌生长具有一定抑制作用,但对金黄色葡萄球菌不敏感。将Hep G2细胞悬液滴加于材料表面并培养3 d后,通过扫描电镜可清晰观察到细胞伸出伪足,并能够在材料上黏附生长。

基于透钙磷石向磷灰石转化的除氟过程及其机理

磷灰石的沉淀可以影响矿物相-水相之间氟化物的分配,在饮用水除氟以及延缓土壤中氟的迁移过程中扮演着重要角色。本研究通过共沉淀法制备了磷灰石的前驱体矿物透钙磷石,并将其转化为溶解度更低的磷灰石,以研究其转化过程中矿物相的演变及对氟的固定能力,并探讨了氟的固定机理。结果表明,溶液中的氟伴随着磷灰石的沉淀由液相转移至固相中,此过程对氟的固定量高达21.8 mg/g,是羟基磷灰石对氟吸附量的2.2倍。透钙磷石转化为磷灰石的过程为溶解-沉淀过程,氟在磷灰石的生长过程中进入磷灰石的结构中。此外,透钙磷石向磷灰石的转化过程对氟的去除具有高度选择性,溶液中共存的Cl^(-)、CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等阴离子几乎不影响其氟去除能力。研究结果表明,通过透钙磷石-磷灰石的转化可以将氟固定到磷灰石中,从而降低氟的可迁移性和渗入地下水造成的环境风险。

可注射载Co/Fe/Cu透钙磷石的制备及其抗菌性能

以含Co、Fe、Cu三种离子的磷酸钙为原料,制备载Co、Fe、Cu可注射透钙磷石骨水泥(CFC-Bru)。对CFC-Bru的固化时间、可注射、抗溃散、显微结构、降解性、抗菌性及细胞相容性等进行评价。结果表明:CFC-Bru固化时间约30 min;可注射系数达90%;抗溃散性良好;主晶型为透钙磷石和磷酸二氢钙;表面形貌于对照组变化显著。平板抑菌实验显示CFC-Bru对大肠杆菌、金色葡萄球菌和铜绿杆菌的抑菌直径分别达到了11、15和25 mm;肉汤抑菌实验表明,材料浓度为10 mg/mL时可完全抑制铜绿杆菌生长;为20 mg/mL时可完全抑制大肠杆菌生长;为50 mg/mL时可完全抑制金色葡萄球菌生长。细胞实验显示,CFC-Bru对人成骨肉瘤MG-63无细胞毒性;材料与细胞复合培养3和7天后,细胞可在其表面黏附,生长。该材料具有作为抗菌骨修复材料应用的潜力。

掺锶透钙磷石骨水泥修复家兔牙槽骨缺损的研究

应用掺锶5%透钙磷石骨水泥修复家兔下颌牙槽骨缺损,观察骨保护素(OPG)在缺损区的表达情况,探讨掺锶透钙磷石骨水泥作为骨缺损修复材料的可行性。健康家兔18只,随机分为3组,在家兔双侧下颌牙槽骨制作骨缺损,空白对照组缺损处不植入任何材料,透钙磷石组植入透钙磷石骨水泥,掺锶5%透钙磷石组植入掺锶5%透钙磷石骨水泥。术后每组动物分别于4、8周各处死3只,通过大体观察、CBCT、免疫组化等方法观察骨缺损的修复情况。CBCT结果显示掺锶5%透钙磷石组骨缺损8周时已基本修复,透钙磷石组骨缺损部分修复,空白对照组未完成骨缺损修复。免疫组化结果显示4周时OPG表达最高,8周时减弱。4周和8周时3组组间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在兔下颌牙槽骨缺损修复中,掺锶5%透钙磷石成骨效果显著,能有效缩短术后的康复时间,可作修复骨缺损的材料。

钛合金表面梯度掺锶透钙磷石涂层研究

通过2步电化学沉积工艺,以医用钛合金(Ti-6Al-4V)作为基板,制备梯度掺锶透钙磷石涂层,为涂层钛(合金)的临床应用与进一步实验研究提供有价值的理论参考.实验采用X线衍射仪(XRD)以及X线荧光光谱仪(XRF)检测试件涂层成分和掺锶量,场发射扫描电镜(SEM)观测微观形貌,溶血实验检测溶血率,初步判断其体外生物相容性.根据检测结果,按照n(Sr)/n(Sr+Ga)计算涂层掺锶量,结果显示成功在钛合金基板上制备锶的物质的量分数为10%、15%、20%的透钙磷石涂层,SEM观察涂层形态规则致密,检测溶血率均小于5%,符合医用材料相应要求(<5%).

透钙磷石骨水泥复合明胶及重组人骨形态发生蛋白2/7修复骨缺损

背景:课题组前期研究发现10%锶-透钙磷石的成骨能力高于透钙磷石和5%锶-透钙磷石,但也发现掺锶透钙磷石的孔结构不够理想,前期成骨效果不佳。目的:在10%锶-透钙磷石中加入明胶和重组人骨形态发生蛋白2/7(recombinant Human bone morphogenetic proteins 2/7,rh BMP2/7),观察其修复家兔下颌骨缺损的成骨效果。方法:分别制备明胶-10%锶-透钙磷石与含0.04,1 g/L rh BMP2/7的明胶-10%锶-透钙磷石材料。在45只家兔双侧下颌骨制作骨缺损模型,分5组干预:空白对照组不植入任何材料,其余4组分别植入10%锶-透钙磷石(对照组)、明胶-10%锶-透钙磷石(明胶组)、0.04g/Lrh BMP2/7-明胶-10%锶-透钙磷石(0.04g/L rhBMP2/7组)、1 g/L rhBMP2/7-明胶-10%锶-透钙磷石(1 g/L rhBMP2/7组)。术后4,8,12周取骨缺损标本,分别进行锥形束CT与免疫组化观察。实验经华北理工大学实验动物伦理委员会审议批准。结果与结论:①锥形束CT:术后8周时,1g/Lrh BMP2/7组骨修复基本完成,新生骨组织与周围组织几乎融合;0.04g/Lrh BMP2/7组和胶原组缺损区大部分修复,新骨修复边缘不平整;对照组部分修复。术后12周时,明胶组、0.04,1 g/L rhBMP2/7组完成缺损区骨修复;②免疫组化观察:术后4,8周时,1 g/L rhBMP2/7组Ⅰ型胶原表达高于其他4组(P<0.05),0.04 g/L rhBMP2/7组、胶原组高于对照组(P<0.05);术后12周时,植入材料4组间Ⅰ型胶原表达比较差异无显著性意义(P>0.05);③结果表明:在10%锶-透钙磷石中加入明胶和1 g/L的重组人骨形态发生蛋白2/7可促进骨缺损的修复。

掺锶10%透钙磷石骨水泥修复兔下颌牙槽骨缺损的效果

目的:探讨掺锶10%的透钙磷石骨水泥修复下颌牙槽骨缺损的效果。方法:家兔27只,随机分成3组:透钙磷石骨水泥组(DCPD组)、掺锶10%透钙磷石骨水泥组(掺锶10%组)及空白组,每组9只。3组家兔双侧下颌牙槽骨均制备骨缺损,然后DCPD和掺锶10%组分别植入透钙磷石骨水泥和掺锶10%透钙磷石骨水泥,空白组缺损处不植入任何材料。于第4、8、12周时观察离体标本、CBCT结果,免疫组化法测定组织切片中b-FGF的表达。结果:CBCT显示掺锶10%组和DCPD组缺损区均完全修复,掺锶10%组早于DCPD组,空白对照组缺损区未修复。4周时掺锶10%组b-FGF的表达高于DCPD组(P<0.05)。结论:掺锶10%透钙磷石骨水泥可促进软骨形成和骨化过程,可用于修复下颌牙槽骨的缺损。

不同浓度掺镁透钙磷石骨水泥修复骨质疏松家兔骨缺损及BMP-2表达的实验研究

健康家兔36只,进行骨质疏松造模后随机分为空白对照组、透钙磷石组(DCPD组)、掺镁6.67%组、掺镁26.67%透钙磷石组,在家兔双侧前腿桡骨中段制作骨缺损,术后每组动物分别于4、8、12周各处死3只,观察组织切片中BMP-2表达情况与X线片显示骨缺损修复状况。免疫组化结果显示同组不同时期比较,4周时BMP-2表达最高,8周时较4周时减弱,12周时阳性表达最弱。同一时期组间比较掺镁6.67%组阳性表达最强。在骨质疏松家兔桡骨骨缺损修复中,掺镁6.67%透钙磷石组成骨效果较其他组显著,同时期组间比较BMP-2阳性表达最强。

氟化钠对掺锶透钙磷石骨水泥成骨活性的影响

探究掺入不同质量氟化钠至锶透钙磷石骨水泥对理化性能及成骨活性的影响。以二水合磷酸氢钙与碳酸钙为原料制备β-磷酸三钙,以氯化锶为原料制备掺锶透钙磷石骨水泥,考察将氟化钠按不同质量比(0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%)制备的掺氟锶透钙磷石骨水泥微观形貌、元素含量、物相形式及抗压强度,MTT法检测细胞增殖,并对其碱性磷酸酶(ALP)和骨保护素OPG mRNA表达进行检测。掺氟锶透钙磷石骨水泥抗压强度低于单一掺锶透钙磷石骨水泥(P>0.05),当氟化钠质量比为1.5wt%时促进MC3T3-E1的增殖及ALP效果最好,1.0wt%时显著促进OPG蛋白表达。

掺镁透钙磷石对骨质疏松兔骨缺损的成骨效果

目的探讨掺镁6.67%透钙磷石骨水泥修复家兔骨质疏松的桡骨骨缺损的成骨效果。方法 27只雌性新西兰白兔进行骨质疏松造模,之后随机分为对照组、透钙磷石组、掺镁6.67%透钙磷石组(掺镁6.67%组),每组9只。在双侧桡骨中段制作长15 mm的骨缺损,缺损处对照组不充填任何材料,透钙磷石组植入透钙磷石骨水泥,掺镁6.67%组植入掺镁6.67%透钙磷石骨水泥。于术后4,8,12周,通过肉眼观察、拍摄X线片观察缺损区影像学变化和免疫组化观察血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)在缺损区的表达与分布判断骨缺损的修复情况。结果 12周时掺镁6.67%组骨缺损修复基本完成,其余组缺损仍成凹形,掺镁6.67%组成骨效果最佳;免疫组化显示,PDGF在第4周表达最高,8周、12周时逐步降低,4周、8周时,掺镁6.67%组表达比透钙磷石组高,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论掺镁6.67%透钙磷石可促进骨质疏松骨缺损的愈合,修复早期可促进PDGF的表达。

可注射载钽透钙磷石制备及其显影增强性能

背景:由于透钙磷石骨水泥与人体骨组织成分接近,造成二者在X射线下难以区分,不利于临床应用,但目前关注于提高透钙磷石显影性能的研究较少。目的:制备载钽透钙磷石骨水泥可注射材料,探究载钽对透钙磷石骨水泥可注射性、微观结构、显影性能、抗压强度、细胞相容性等的影响。方法:将β-磷酸钙与磷酸二氢钙以摩尔比为1∶1的比例混合,制备透钙磷石骨水泥基质粉体;向粉体中分别加入质量分数0%,1%,3%和5%的氧化钽,制成骨水泥固相;将骨水泥固相与含壳聚糖的柠檬酸固化液按比例混合,制备载不同量氧化钽的可注射透钙磷石骨水泥。检测4组骨水泥材料的固化时间、可注射性、微观形貌、晶相组成、化学基团、显影性能、抗压强度、可降解性、细胞相容性。结果与结论:①随着加入氧化钽比例的增加,骨水泥的固化时间逐渐延长,并保持了良好的抗溃散性与可注射性;②氧化钽的加入未明显改变透钙磷石骨水泥的晶相结构与基团组成,但显著改变了材料的表面形貌;③氧化钽的加入提升了透钙磷石骨水泥的抗压强度,但却降低了其降解速率;④随着加入氧化钽比例的增加,骨水泥材料的显影性能逐渐增强;⑤载不同量氧化钽的可注射透钙磷石骨水泥无细胞毒性,MG63细胞可在其表面正常黏附与增殖;⑥结果表明,载氧化钽的可注射透钙磷石骨水泥具有良好的可注射性、显影性能、抗压强度、可降解性及细胞相容性。

掺锶透钙磷石骨水泥修复骨质疏松家兔牙槽骨缺损的实验研究

目的探究掺锶5%透钙磷石骨水泥对骨质疏松家兔牙槽骨缺损是否具有修复作用。方法选取18只健康家兔,建立骨质疏松模型,将其随机分为3组,分别为空白对照组、透钙磷石组、掺锶5%透钙磷石组,每组各6只。在其双侧牙槽骨制作骨缺损,除空白组外,其余各组分别填充相对应的骨水泥。于术后4、8周各组各处死3只,拍摄缺损区X线片,免疫组化观察缺损区b-FGF的表达。结果X线片结果显示8周时5%透钙磷石组已基本完成修复,透钙磷石组部分完成修复,空白组未完全修复。免疫组化结果显示4周时各组b-FGF表达最高,8周时降低,4周与8周时,3组组间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 5%掺锶透钙磷石骨水泥能够修复骨质疏松家兔的骨缺损。

烧结法制备掺镁透钙磷石骨水泥

背景:透钙磷石作为可吸收的磷酸钙骨水泥和骨替代植入材料,在性质特征上存在一些不足,学者们尝试对透钙磷石进行改性,以期能增强其机械性能,延长固化时间,提高成骨作用。目的:制备掺镁透钙磷石骨水泥,通过理化性能、生物活性和修复骨缺损能力检测掺镁透钙磷石骨水泥作为骨替代材料的可行性。方法:采用烧结法将镁离子引入β-磷酸三钙,设置Mg/(Mg+Ca)摩尔百分比分别为0%、6.67%、26.67%,制备掺镁透钙磷石骨水泥,采用扫描电子显微镜观察骨水泥的形态,万能材料实验机检测骨水泥的抗压强度。将0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥浸提液分别加入兔抗凝血中,检测溶血率。制备24只家兔双侧桡骨骨缺损模型,分4组干预,其中3组骨缺损处分别植入0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥,空白组不做任何处理,植入后4,8周进行X射线检查。结果与结论:(1)扫描电镜显示,0%掺镁透钙磷石骨水泥为堆积紧密的板片状和少量颗粒状,孔隙较少;6.67%掺镁透钙磷石骨水泥呈不规则团块状和短棒状;26.67%掺镁透钙磷石骨水泥为团块状、圆球状和颗粒状等结构;(2)0%、6.67%、26.67%掺镁透钙磷石骨水泥的抗压强度分别为31.99,26.38,24.44 MPa;(3)所有透钙磷石骨水泥的溶血率均小于5%;(4)X射线显示,植入4周时,空白组缺损区边缘规则,无新骨形成;掺镁0%组骨水泥周围溶解,与骨缺损交界处有少量高密度影像;掺镁6.67%组骨水泥大部分溶解,大量新骨形成;26.67%掺镁组骨水泥周围溶解,中央呈高密度团块,新生骨量较少。植入8周时,空白组两断端处有新骨沉积影像;未掺镁组新生骨呈楔形堆积;掺镁6.67%组骨缺损处基本充满新骨,骨皮质连续;掺镁26.67%组新骨呈桥接式链接骨缺损断端,塑性差;(5)结果表明掺镁6.67%透钙磷石骨水泥具有良好的机械性能与成骨效果。

海绿石及绿磷石中的铵

铵离子是许多岩石的一种天然成分,其含量可达1～1000×10^(-6).在沉积岩中,铵在矿物中既可以作为一种固定的成分,以类质同象方式替换钾质矿物(如云母或长石)结构中的钾,也可以占据具大阳离子交换性能矿物(如蒙脱石)中的可变阳离子的位置.据认为,沉积物中所有的铵都来自于腐烂的含氮有机物质.最近的研究强调指出,在沉积岩中,伊利石可能是铵离子的一种寄主矿物.Sterhe等人(1982)指出,在阿拉斯加州,与碱金属矿化伴生的黑色页岩中的伊利石,其中有多达50%的K^+为NH_4^+所替代.Juster等人(1987)发现。

聚乳酸/羟基磷灰石/磷钙锌石复合支架促进大鼠骨质疏松性骨缺损愈合

目的探究将纳米磷钙锌石(nZCP)载入聚乳酸/羟基磷灰石(PLA/HA)制成复合支架(PHZ)后Zn2+的释放动力学及最佳nZCP含量。方法通过动态光散射(DLS)对nZCP的粒径大小进行测定,采用粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对PLA/HA、PHZ复合支架以及nZCP的PXRD图谱、形貌、FTIR图谱进行了表征,此外用X射线能谱分析(EDS)对支架进行了元素分析,并测定支架压缩强度,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)探究支架的离子释放过程;在体外实验中将PLA/HA、PHZ-1、PHZ-2、PHZ-3制备的浸提液处理rBMSCs细胞不同时间,CCK-8活性检测、死-活染色评价材料的生物相容性,用碱性磷酸酶(ALP)染色和活性分析、茜素红染色、实时荧光定量PCR(qPCR)及Western blot探究材料的促成骨性能;体内实验采用双侧卵巢切除合并股骨髁骨缺损模型,分组为PLA/HA、PHZ-1、PHZ-2、PHZ-3,术后6周和12周分别进行μCT扫描以及组织学染色评价骨修复情况。结果nZCP的DLS、PXRD、SEM、FTIR结果表明粒径10 nm ZCP的成功合成,支架PXRD、FTIR、EDS结果表明nZCP的成功负载,SEM显示支架呈现三维多孔结构,其内部有直径为40μm孔洞分布,nHA和nZCP均匀分布在支架中,PHZ-2(P<0.0001)和PHZ-3(P<0.0005)两组的压缩强度高于PLA/HA,ICP-MS离子释放实验结果表明PHZ-1、PHZ-2、PHZ-3所释放的Zn2+都在有效的促成骨浓度内。在体外细胞实验中,CCK-8和死-活染色实验结果表明,4组实验组都具有良好的生物相容性,含有不同质量nZCP的支架不同程度地增加了ALP活性(P<0.05)和细胞外基质矿化,并增加了ALP、RUNX相关转录因子2和骨钙素基因的转录和翻译(P<0.05)。在体内实验中,6周数据表明nZCP的掺入提高了材料的骨整合度,12周的数据观察到PHZ-2和PHZ-3相较于剩余两组骨缺损内有较多的新骨生成(P<0.05)。结论PHZ支架能够稳定释放Zn2+,促进骨质疏松性骨缺损愈合,PHZ-2和PHZ-3两组的成骨活性较好,此时的nZCP质量分数为4.5%~7.5%。