人骨髓间充质干细胞检测表面氟化处理镁合金材料的细胞相容性

背景:表面氟化处理的AZ31B镁合金是中科院金属研究所新研制的镁合金,是否具有良好的生物相容性尚不确切。目的:以人骨髓间充质干细胞作为检测细胞,评价表面氟处理的镁合金材料的细胞相容性。方法:人骨髓间充质干细胞培养并予以鉴定,将镁合金AZ31B作为对照组,氟处理的镁合金AZ31B材料为实验组。以人骨髓间充质干细胞作为检测细胞,取两组材料浸提液进行体外细胞相容性实验,评价氟处理的镁合金AZ31B材料的生物相容性。结果与结论:与未经氟处理镁合金AZ31B材料相比,经氟处理镁合金AZ31B材料能显著提高细胞存活率,细胞毒性分级1级,对细胞生长基本无毒性作用。结果表明,经氟处理镁合金AZ31B材料生物相容性优于未经氟处理镁合金AZ31B材料。     

微弧氧化AZ31镁合金的生物相容性

背景:表面改性技术和合金成分的变化都会影响到镁合金的生物特性.目的:探讨微弧氧化处理AZ31镁合金的生物相容性.方法:将体外扩增培养的兔第3代骨髓基质细胞接种到未处理 AZ31镁合金(镁合金+骨髓基质细胞组)和微弧氧化AZ31镁合金(微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组)材料上,另设骨髓基质细胞组做对照.培养1,3,5,7 d观察细胞形态,细胞生长状况,细胞黏附状况,材料表面状况.结果与结论:3组细胞形态一致,以梭形为主.镁合金+骨髓基质细胞组中细胞生长状况明显不如微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组和骨髓基质细胞组(P <0.05).微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组材料表面有大量的细胞附着,并且生长正常,镁合金+骨髓基质细胞组材料表面没有细胞附着,有明显的裂痕(P<0.05).结果证实,微弧氧化处理AZ31镁合金具有良好的生物相容性,有利于细胞的附着和正常生长.     

氟转化涂层镁合金材料与诱导后人骨髓间充质干细胞的相容性

背景：氟转化涂层的AZ31B镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B镁合金是中科院金属研究所新研制的镁合金,是否具有良好的生物相容性尚不确切。目的：以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,评价氟转化涂层的AZ31B镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B镁合金材料的细胞相容性。方法：实验分为镁合金AZ31B组,氟转化涂层的AZ31B镁合金组和β-磷酸三钙涂层的AZ31B镁合金组。以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,分别取3种材料浸提液进行体外细胞相容性实验。结果与结论：氟转化涂层的AZ31B镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B镁合金材料细胞毒性分级均为1级,镁合金AZ31B材料细胞毒性分级为2级。提示氟转化涂层的AZ31B镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B镁合金材料生物相容性优于未经处理镁合金AZ31B材料。     

氟转化涂层镁合金材料与诱导后人骨髓间充质干细胞的相容性

背景:氟转化涂层的AZ31B 镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B 镁合金是中科院金属研究所新研制的镁合金,是否具有良好的生物相容性尚不确切.目的:以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,评价氟转化涂层的AZ31B 镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B 镁合金材料的细胞相容性.方法:实验分为镁合金AZ31B 组,氟转化涂层的AZ31B 镁合金组和β-磷酸三钙涂层的AZ31B 镁合金组.以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,分别取3 种材料浸提液进行体外细胞相容性实验.结果与结论:氟转化涂层的AZ31B 镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B 镁合金材料细胞毒性分级均为1 级,镁合金AZ31B材料细胞毒性分级为2 级.提示氟转化涂层的AZ31B 镁合金和β-磷酸三钙涂层的AZ31B 镁合金材料生物相容性优于未经处理镁合金AZ31B 材料.     

生物可降解镁合金植入材料的医用特征

背景：镁及镁合金作为新型医用植入材料是近年来生物可降解材料的一个研究热点,其中合金化、生物相容性、表面改性涂层研究都有了很大进展。目的：对国内外镁及镁合金医用植入材料的研究现状及新进展作一综述。方法：应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1998-01/2010-10关于镁及镁合金的文章,在标题和摘要中以＂金属基生物材料;医用植入材料;镁合金;生物可降解;骨;生物相容性＂或＂metal matrix biomaterials;medical implant materials;magnesium alloy;biodegradable;bone;biocompatibility＂为检索词进行检索。选择关于镁及镁合金的41篇文献进行综述。结果与结论：镁及镁合金作为新型医用植入材料,具有优异的力学性能和可降解性,正吸引着越来越多研究者的关注。但是由于镁及镁合金较差的耐蚀性能影响到临床上的应用。为了提高镁及镁合金耐蚀性能,研究者们对镁及镁合金进行了表面处理并取得重要进展,镁及镁合金必定会在医用金属植入材料领域得到广泛的应用。     

生物可降解镁合金植入材料的医用特征

背景:镁及镁合金作为新型医用植入材料是近年来生物可降解材料的一个研究热点,其中合金化、生物相容性、表面改性涂层研究都有了很大进展.目的:对国内外镁及镁合金医用植入材料的研究现状及新进展作一综述.方法:应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1998-01/2010-10关于镁及镁合金的文章,在标题和摘要中以"金属基生物材料; 医用植入材料;镁合金;生物可降解;骨;生物相容性"或"metal matrix biomaterials;medical implant materials; magnesium alloy; biodegradable; bone; biocompatibility "为检索词进行检索.选择关于镁及镁合金的41篇文献进行综述.结果与结论:镁及镁合金作为新型医用植入材料,具有优异的力学性能和可降解性,正吸引着越来越多研究者的关注.但是由于镁及镁合金较差的耐蚀性能影响到临床上的应用.为了提高镁及镁合金耐蚀性能,研究者们对镁及镁合金进行了表面处理并取得重要进展,镁及镁合金必定会在医用金属植入材料领域得到广泛的应用.     

二元镁合金在细胞培养基中的耐腐蚀能力及其生物相容性

背景:尽管已经有很多研究报道镁及其合金具有一定的骨传导性和可降解性,可以做为承重骨科内植物材料,但是还需要做更多的工作来正确评估它的潜力所在。目的:检测镁和二元镁合金在细胞培养基中的降解特性和对成人骨髓间充质干细胞活性的影响。方法:制备纯镁和8种二元镁合金(Mg-Al、Mg-Ca、Mg-Mn、Mg-Sn、Mg-Si、Mg-Y、Mg-Zn、Mg-Zr)样品;采用α-MEM细胞培养基(含体积分数为10%胎牛血清)模拟体内环境下制备标准浸提液,并检测pH值;电感耦合等离子体原子发射光谱仪检测浸提液中镁和添加元素含量;AlamarBlue法检测培养达1,3,5,7d时100%、50%、25%浓度的纯镁和8种镁合金浸提液对成人骨髓间充质干细胞增殖的影响,判断8种二元镁合金的生物相容性。结果与结论:Mg-Ca、Mg-Y合金耐腐蚀性较差,浸提液中Mg2+质量浓度分别达到(408.0±37.9)mg/L和(351±15.3)mg/L,pH值分别为8.87±0.19和8.84±0.15;其次是Mg-Zr合金;其他二元合金耐腐蚀性与纯镁相当。结果表明纯镁和8种二元镁合金100%含量的浸提液均对成人骨髓间充质干细胞的增殖有显著抑制作用,当Mg2+质量浓度低于110mg/L,pH值7.35~7.65时,纯镁和8种二元镁合金对成人骨髓间充质干细胞的增殖无显著影响。     

二元镁合金在细胞培养基中的耐腐蚀能力及其生物相容性

背景：尽管已经有很多研究报道镁及其合金具有一定的骨传导性和可降解性,可以做为承重骨科内植物材料,但是还需要做更多的工作来正确评估它的潜力所在。目的：检测镁和二元镁合金在细胞培养基中的降解特性和对成人骨髓间充质干细胞活性的影响。方法：制备纯镁和8种二元镁合金（Mg-Al、Mg-Ca、Mg-Mn、Mg-Sn、Mg-Si、Mg-Y、Mg-Zn、Mg-Zr）样品;采用α-MEM细胞培养基（含体积分数为10%胎牛血清）模拟体内环境下制备标准浸提液,并检测pH值;电感耦合等离子体原子发射光谱仪检测浸提液中镁和添加元素含量;AlamarBlue法检测培养达1,3,5,7d时100%、50%、25%浓度的纯镁和8种镁合金浸提液对成人骨髓间充质干细胞增殖的影响,判断8种二元镁合金的生物相容性。结果与结论：Mg-Ca、Mg-Y合金耐腐蚀性较差,浸提液中Mg2＋质量浓度分别达到（408.0±37.9）mg/L和（351±15.3）mg/L,pH值分别为8.87±0.19和8.84±0.15;其次是Mg-Zr合金;其他二元合金耐腐蚀性与纯镁相当。结果表明纯镁和8种二元镁合金100%含量的浸提液均对成人骨髓间充质干细胞的增殖有显著抑制作用,当Mg2＋质量浓度低于110mg/L,pH值7.35~7.65时,纯镁和8种二元镁合金对成人骨髓间充质干细胞的增殖无显著影响。     

煅烧骨的生物相容性及细胞相容性评价

背景:煅烧骨的主要成分是高纯度的羟基磷灰石,其钙磷比值接近于人骨,且制作方法简单,价格低廉,受到广泛关注。目的:观察煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性,为组织工程骨重建颌骨缺损奠定一定基础。设计、时间及地点:观察性实验,2008-04在青岛大学医学院中心实验室及口腔研究室完成。材料:成年牛长骨骨骺端在箱式电阻炉内煅烧成煅烧骨。方法:将煅烧骨与第3代已经诱导的骨髓间充质干细胞复合,倒置显微镜和扫描电镜观察细胞相容性;应用溶血试验、凝血试验、急性毒性试验及皮下植入试验观察煅烧骨的生物相容性。主要观察指标:煅烧骨的孔隙率和超微结构;煅烧骨的生物相容性及其与骨髓间充质干细胞的细胞相容性。结果:煅烧后的松质骨块呈白色,其骨小梁结构完整,骨小梁的间隙为相互连通的孔隙,孔径主要在190～750μm,孔隙率为(80.39±1.40)%。骨髓间充质干细胞接种到煅烧骨后,倒置显微镜显示接种即刻细胞即充满煅烧骨网孔,24h可见大量细胞黏附于支架上,7d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清;扫描电镜显示接种1d可见少量细胞黏附与煅烧骨上,细胞多个伪足向四周伸出,接种7d可见大量细胞与胶原纤维覆盖于支架上,基本包埋支架。生物相容性试验显示煅烧骨无溶血现象,不引起凝血功能改变,无毒,皮下植入后动物伤口无感染、化脓,植入材料无排出现象,取材时见材料周围肌肉颜色、质地正常。结论:煅烧骨经高温煅烧后,可以彻底消除其抗原性,不会产生免疫排斥反应,细胞、组织、血液相容性及生物安全性好,可作为颌骨组织工程支架。     

镁合金在生物医用材料领域的应用及发展前景

镁及镁合金的降解行为使得它作为生物可降解植入材料有很大的吸引力,并且其具有合适的力学性能和良好的生物相容性.目前,镁及镁合金作为可降解医用材料的应用研究基本上集中于心血管支架、骨固定材料、多孔骨修复材料、牙种植材料、口腔修复材料等方面的研究.但是镁合金存在腐蚀速度过快的问题,因此,对镁及镁合金腐蚀本质的研究以及表面改性技术的完善成为其在生物材料领域应用的关键.     

AZ31B可降解镁合金的遗传毒性评价:鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷型回复突变试验

背景:鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验具有一定的预测致癌物的能力,其敏感性、特异性、准确性较高.目的:对AZ3IB可降解镁合金进行鼠伤寒沙门氏菌回复突变(Ames)试验,以评价材料的潜在致突变性.设计、时间及地点:对比观察的体外实验,2007-06/07在国家沈阳新药安全评价研究中心文验室完成.材料:成年雄性SD大鼠5只用于制备S-9混合液.AZ31B可降解镁合金,合金片(5 cm×5 cm ×0.1 cm),由中国科学院金属研究所提供,贮存于沈阳市安全评价中心样品室.试验菌株:组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌:TA97、TA98、TA100、TA102,由沈阳市安仝评价中心遗传毒性室提供.方法:采用标准平板掺入法,计数TA97,TA98,TA100,TA102标准测试菌株在标准浸提液(原液)、2倍、4倍、1/2倍原液4个不同质量浓度浸提液下,37℃48 h后的同变菌落数.加S-9混合液作为体外代谢活化系统.主要观察指标:各平皿细菌酮变菌落数,凡高于阴性对照2倍以上者即为阳性结果.结果:AZ31B可降解镁合金细菌回复突变试验(Ames),各菌株对应各质量浓度浸提液细菌回变菌落数小于阴性对照组细菌回变菌落数的2倍.且各组无论代谢活化与否,皆为阴性试验结粜.结论:AZ31B可降解镁合金经细菌回复突变试验(Ames)未见潜在致突变性.     

镁合金AZ31B材料表性与成骨细胞的黏附

背景：镁合金对成骨细胞的生物学行为及早期黏附是否有影响尚不明确.目的：分析镁合金 AZ31B 的表性,并评价其对成骨细胞黏附的影响.方法：采用扫描电镜及能谱分析明确镁合金 AZ31B 的表面形态及元素组成.以蛋白吸附实验检测镁合金 AZ31B 与钛合金对蛋白的吸附能力.将镁合金 AZ31B 与钛合金分别与小鼠前成骨细胞 MC3T3-El共培养于24孔板内,观察培养2,6,24 h 的细胞黏附情况.结果与结论：扫描电镜可见镁合金 AZ31B 表面较为粗糙,有利于细胞在其表面的黏附.能谱分析结果表明镁合金 AZ31B 的主要元素有镁、铝、锌,其中镁约占96%,铝约占3%,锌约占1%,另有一些其他元素,含量较少.镁合金 AZ31B 与钛合金的蛋白吸附率差异无显著性意义.培养2 h 时,镁合金 AZ31B 与钛合金上的细胞黏附率差异无显著性意义;培养6,24 h,镁合金 AZ31B 上的细胞黏附率显著低于钛合金上的细胞黏附率（P 〈0.01）.培养于镁合金表面的成骨细胞贴壁展开,形态不规则,大多呈梭形,有较多突起,部分细胞间突起相互连接.表明镁合金 AZ31B 具有良好的细胞黏附性,适合于成骨细胞的早期黏附.     

Sealing of anodized magnesium alloy AZ31 with MgAl layered double hydroxides layers

In this work, anodized magnesium alloy AZ31 with and without boiling water sealing was pre-prepared, and then MgAl-layered double hydroxide (LDH) films were fabricated on it through hydrothermal chemical conversion of the pre-prepared anodic layer. The morphology, structure, and composition of the films were characterized by XRD, SEM, EDS, FT-IR, XPS and GDOES. It was found that the porosity of the films was reduced after in situ fabrication of the LDHs. The effects of boiling water sealing treatment on the anodized substrate were also discussed. Moreover, the polarization curve, EIS, and immersion tests showed that LDHs fabricated on the anodized substrate with boiling water sealing treatment exhibited a significant long period of protection for the substrate.

In this work anodized magnesium alloy AZ31 with and without boiling water sealing was pre-prepared, and then MgAl-layered double hydroxide (LDH) films were fabricated on it through hydrothermal chemical conversion of the pre-prepared anodic layer.     

Effect of alcohol addition on the structure and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation films formed on AZ31B magnesium alloy

The effect of the addition of alcohol to a Na₃PO₄-based electrolyte on plasma electrolytic oxidation (PEO) of AZ31B magnesium alloy was investigated. Anodization with spark discharge was conducted in Na₃PO₄-based electrolyte containing various alcohols (e.g., ethanol, ethylene glycol, and glycerol) at a constant current density of 200 A m⁻² and a constant temperature of 25 °C. Voltage–time curves during the PEO process, the film structure, surface roughness, crystallographic structure, composition, corrosion resistance, and withstand voltage were investigated using various analytical equipment and electrochemical measurements. When the electrolyte containing alcohol was used, the initial bending voltage was higher than that observed using the basic electrolyte without alcohol addition, as was the oscillation voltage during the PEO process. For a given amount of electricity supplied, the addition of alcohol into the basic electrolyte tended to increase the thickness and corrosion resistance of PEO films formed while effectively reducing surface roughness. In particular, the addition of a polyhydric alcohol (i.e., ethylene glycol and glycerol) could act not only as a leveler for the formation of compact film but also as an enhancer for film qualities, such as corrosion resistance and withstand voltage. The patterns observed for Na₃PO₄-based electrolyte containing alcohol also hold for Na₂SiO₃-based electrolyte containing alcohol.

Alcohol used as an additive could act not only as a leveler for the formation of compact film but also as an enhancer for film qualities, such as corrosion resistance and withstand voltage.     

掺锶聚磷酸钙的细胞相容性

背景:研究显示,以可降解生物陶瓷聚磷酸钙为基材,加入微量锶元素,通过调控材料结构如孔径、孔隙率等性能,可制备出有足够力学强度并可控降解的掺锶聚磷酸钙.目的:观察成骨细胞与掺锶聚磷酸钙的细胞相容性.方法:将兔成骨细胞与不同含锶质量分数(0～100%)的掺锶聚磷酸钙体外复合培养,进行形态学和功能测定.MTT法检测掺锶聚磷酸钙中成骨细胞的活力,并测定成骨细胞碱性磷酸酶活性.结果与结论:在倒置显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜下观察到成骨细胞在掺锶聚磷酸钙的表面和孔隙内大量黏附、增殖和生长,并且分泌细胞外基质及细胞表面的大量微绒毛,显示成骨细胞在掺锶聚磷酸钙材料上生长形态良好;同时通过MTT和碱性磷酸酶测定表明细胞功能良好,其中含锶1%掺锶聚磷酸钙细胞增殖活性及碱性磷酸酶活性最高,对成骨细胞无毒性,具有良好的细胞相容性.     

Praseodymium-decorated graphene oxide as a corrosion inhibitor in acidic media for the magnesium AZ31 alloy

In the present work, Pr-decorated graphene oxide was synthesized and tested as a corrosion barrier layer in acidic media for the magnesium AZ31 alloy. The morphology, composition and structure of Pr-decorated graphene oxide sheets were characterized via HRTEM, FESEM, Raman, XRD, DLS, UV and FTIR studies. The corrosion inhibition efficiency on the alloy surface was monitored via microstructural and electrochemical methods. The results indicate that Pr-decorated graphene oxide provides improved protection for the Mg AZ31 alloy compared to conventional epoxy coatings. The proposed mechanism arises from a combination of the barrier activities of the composite, GO + Pr, and the epoxy coating on the Mg alloy in acidic media.

The Mg alloys 111 surface is covered by the praseodymium decorated graphene oxide sheet, and (A) & (B) indicates ions diffusion control (C) indicates epoxy coating failure.     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景:观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的:观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法:取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

Fe3O4纳米粒子的细胞相容性

背景:无论是作为化疗药物载体还是作为肿瘤热疗介质,Fe3O4纳米粒子与肿瘤细胞微观结构的作用都有待于深入研究。目的:分析Fe3O4纳米粒子的细胞相容性,探讨其在骨肉瘤化疗中作为药物载体的应用和存在的问题。方法:参照GB/T16886.5-2003(医疗器械生物学评价第5部分:体外细胞毒性试验)的评价标准和要求,偶联十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、油酸钠Fe3O4纳米粒子胶体溶液,分别与大鼠原发骨肉瘤细胞和人成纤维细胞共培养的方式对其进行细胞毒性测试。结果及结论:偶联油酸钠Fe3O4纳米粒子细胞相容性良好,参照GB/T16886.5-2003标准属于安全范围。偶联十六烷基三甲基溴化铵Fe3O4纳米粒子细胞相容性差,不适宜作为化疗药物载体进入人体。偶联聚乙二醇Fe3O4纳米粒子有一定的细胞相容性,作为磁靶向热化疗载体还需研究。