纳米晶仿生钙磷颗粒的理化性质及细胞相容性

背景:临床上人工合成的羟基磷灰石陶瓷颗粒被广泛用于修复大体积骨缺损,但制备过程中的高温烧结会降低羟基磷灰石陶瓷颗粒的可降解性和生物活性,限制其骨修复效果。目的:采用新型低温沉积技术制备纳米晶仿生钙磷颗粒,表征其理化性能与细胞相容性。方法:采用改良后的过饱和钙磷矿化液和重复静置重悬洗涤方式制备纳米晶仿生钙磷颗粒,以羟基磷灰石生物陶瓷颗粒为对照,通过扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪表征两种颗粒的形貌和物相组成,通过BET-N2法、硬度和接触角测试表征两种颗粒的比表面积、孔隙度分布、硬度和亲水性行为,利用BCA法检测两种颗粒对牛血清白蛋白和胎牛血清蛋白的吸附性能。将两种颗粒或颗粒浸提液分别与人脐带间充质干细胞共培养,采用MTT法检测细胞增殖。结果与结论:①扫描电镜显示两种颗粒表面略微粗糙并伴有微小颗粒存在,羟基磷灰石生物陶瓷颗粒表面致密光滑,纳米晶仿生钙磷颗粒主要由不均匀纳米尺寸的针/板状晶体组成,并在晶体之间形成纳米孔结构。X射线衍射、傅里叶变换红外光谱显示,相较于羟基磷灰石生物陶瓷颗粒,纳米晶仿生钙磷颗粒的结晶粒小、结晶度低,含有更多的结合水和碳酸根基团。与羟基磷灰石生物陶瓷颗粒相比,纳米晶仿生钙磷颗粒具有更高的比表面积、更好的亲水性、更低的硬度与更高的蛋白吸附能力。②MTT检测结果显示,两种颗粒浸提液基本无细胞毒性,人脐带间充质干细胞在两种颗粒表面存活良好,并且纳米晶仿生钙磷颗粒表面的细胞增殖活性更强。③结果表明与羟基磷灰石生物陶瓷颗粒相比,纳米晶仿生钙磷颗粒具有更好的理化性能与细胞相容性。