Ca-P涂层镁合金支架负载缓释微球修复股骨缺损

背景:以往研究多单独探讨镁合金或含生长因子核壳微球的骨再生促进作用,但有关镁合金支架联合含成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor-2,FGF-2)和骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)核壳微球的骨修复效果未见相关报道。目的:观察Ca-P涂层ZK60镁合金支架负载缓释微球修复大鼠股骨缺损的效果。方法:采用同轴静电喷雾技术制备负载FGF-2和BMP-2的聚乳酸-羟基乙酸共聚物和聚左旋乳酸壳-核控释微球,将其填入ZK60镁合金中空管状支架中,在镁合金表面进行Ca-P涂层。将Ca-P涂层ZK60镁合金支架与无涂层ZK60镁合金支架分别浸泡于Hanks液中30d,检测抗腐蚀性能。取18只SD大鼠,建立股骨缺损模型,随机分6组干预,空白组不植入任何材料;ZK组植入Ca-P涂层ZK60镁合金;FGF组植入负载FGF-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金,BMP组植入负载BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金,DUAL组植入负载FGF-2微球与BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金(核内、壳内均含有FGF-2和BMP-2,生长因子同时释放),SEQ组植入负载FGF-2/BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金(FGF-2在壳内,BMP-2在核内,生长因子序贯释放),术后8周进行骨缺损区Micro-CT和骨组织病理切片观察。结果与结论:(1)浸泡在Hanks溶液中30 d后,无涂层ZK60镁合金表面出现了明显大腐蚀坑,Ca-P涂层ZK60镁合金表面仅可见腐蚀裂痕;(2)Micro-CT显示,空白组外表覆盖了一层软组织,缺损区内部几乎为空的;ZK组缺损区域内有组织生成,但未填满缺损区域;FGF组较ZK组新生组织较多,但缺损区域也未完全填充;BMP组和DUAL组缺损区内部填满了新生组织,DUAL组的组织密度较大;SEQ组缺损区填满了组织且组织密度最大;(3)骨组织病理切片显示,空白组骨缺损明显,ZK组缺损部位有所修复,FGF组、BMP组、DUAL组修复较ZK组好,SEQ组修复效果最佳;(4)结果表明,负载FGF-2/BMP-2缓释微球的Ca-P涂层镁合金支架可促进骨再生。

喷砂联合飞秒激光蚀刻对纯钛表面理化性能的影响

目的:纯钛表面喷砂处理后,利用飞秒激光蚀刻形成表面周期性微结构,初步评价其表面理化性能。方法:12个直径10 mm、厚4 mm的纯钛圆片样本,根据表面处理方式,随机分为喷砂组(S组)、喷砂酸蚀组(SA组)、喷砂飞秒激光蚀刻组(SL组)。采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、高温润湿角测量仪,分析3种钛表面的表面形貌、化学成分、粗糙度及润湿性。采用SPSS19.0软件包对数据进行统计学分析。结果:SEM及CLSM观察显示,飞秒激光在喷砂钛表面蚀刻出均匀整齐的周期性微米级结构,SL组钛表面呈二级粗糙度复合结构。EDS分析显示,SL组钛表面Al元素减少(SL组4.37%<S组5.18%<SA组7.27%),O/Ti比值增加(SL组1.74>SA组0.32>S组0)。表面粗糙度测量显示,SL组钛表面粗糙度显著增大[SL组(7.33±0.38)μm>SA组(1.08±0.12)μm>S组(1.05±0.14)μm](P<0.001);表面静态接触角测量显示,SL组钛表面静态接触角显著减小[SL组(34.4±2.5)°<SA组(65.0±2.9)°<S组(83.7±2.6°)](P<0.001)。结论:喷砂联合飞秒激光蚀刻纯钛表面具有优良的理化性能,是一种具有潜力的钛种植体表面改性技术。