掺锶硫酸钙复合骨修复材料的制备及体外特性研究

将锶元素与医用硫酸钙复合以增加材料的生物活性,并初步验证掺锶硫酸钙复合骨修复材料的理化性能和体外降解性能,旨在为后续的进一步研究提供基础。用α-半水硫酸钙(-αcalcium sulfate hemihydrate,-αCSH)和氯化锶(SrCl2)采用混合共结晶法制备6组不同掺锶量的掺锶硫酸钙骨修复材料,其锶元素摩尔含量分别为0%、0.1%、0.3%、0.5%、1%和2%。扫描电镜观察材料的晶体形态,测试各组材料的抗压强度。用模拟体液(Stimulatebody fluid,SBF)作为降解液对材料进行降解实验,观测降解过程中材料的重量变化、抗压强度变化以及降解液pH值的变化和锶离子浓度的变化。氯化锶的掺入会影响到α-半水硫酸钙的晶体形态。随着掺锶量的增加,抗压强度有逐渐下降的趋势。各组材料在降解前4周重量变化相对较小,4周后失重率增加的趋势。随着掺锶量的进一步增加,材料的失重率变化增加趋势更为明显(P<0.05)。掺锶量为0%、0.1%、0.3%和0.5%的材料在降解前4周强度下降比较缓慢,而当掺锶量增加到1%和2%时,材料降解过程中强度下降明显增快。降解液中锶离子浓度从第4周开始快速增长,且材料的掺锶量越大,降解液中锶离子浓度越高(P=0.000)。实验结果提示,用α-半水硫酸钙和氯化锶混合固化制得的均质骨修复材料———掺锶硫酸钙具有一定力学强度。材料体外降解性能稳定,当掺锶量在0.5%以内时,材料降解前4周内能保持重量和力学强度的相对稳定,并在4周后开始大量释放具有骨诱导活性的锶元素,有利于植入体内后诱导成骨。