新型β钛合金Ti_(35)Nb_3Zr_2Ta在人工关节假体应用中的生物相容性

背景:目前被广泛应用于人体关节置换的钛合金为Ti6Al4V,但其弹体模量高于人体骨,导致人工关节假体的稳定性差。而新型β钛合金Ti35Nb3Zr2Ta弹性模量较低,或许能成为新一代生物相容性较好的人体关节假体材料。目的:探讨新型β钛合金Ti35Nb3Zr2Ta在人工关节假体应用的生物相容性。方法:应用计算机检索自万方数据库、中国知网和Pub Med文献数据库,检索时间范围2010至2015年,以"新型β钛合金;人工关节假体;生物相容性"为检索词,检索医用人工关节假体材料的应用现状及新型β钛合金Ti35Nb3Zr2Ta在人工关节假体应用的生物相容性的研究。结果与结论:与Ti6Al4V相比,Ti35Nb3Zr2Ta表面粗糙度较高,表面接触角较小,碱性磷酸酶活性以及成骨细胞的钙沉积量明显高于Ti6Al4V,具有良好的生物相容性,可以考虑在人工关节假体领域中进一步广泛应用。     

Ti-Fe-Mo-Mn-Nb-Zr系合金的生物安全性评价

采用体内急性全身性毒性实验、溶血实验、MTT实验 (Tetrazolium- based colorim etric assay)和材料浸渍液培养细胞的形态学观察法实验等对 Ti- Fe- Mo- Mn- Nb- Zr系合金的生物安全性进行了初步的评价。采用 x射线光电子能谱仪 (XPS)分析了合金表面氧化膜成分 ,并用原子发射光谱仪 (ICP)检测了浸渍液中合金元素的种类和浓度。结果显示 :Ti- Fe- Mo- Mn- Nb- Zr系合金表面形成了以 Ti O2 为主的致密氧化膜 ,浸渍液中均存在浓度为0 .2～ 1.0 7mg/ l的 Fe和 0 .16～ 0 .5 mg/ l的 Mn,这种义齿材料有利于补充人体所需的 Fe和 Mn;未见任何急性毒性反应 ;溶血程度为 0 .5 5 8%～ 0 .6 4 2 % ,有良好的血液相容性 ;细胞毒性实验评价级别为 0和 1级 ,无明显的细胞毒性作用 ;倒置相差显微镜观察细胞形态 ,未发现异常。由以上结果可以初步认为 Ti- Fe- Mo- Mn- Nb- Zr系合金是一种理想的生物材料     

TiN涂覆的Ti-6Al-4V注入Cu2+后的抑菌性与细胞相容性研究

在TiN 涂覆的 Ti-6Al-4V表面分别注入一定剂量的Cu²⁺或Ag⁺,研究并对比所注入表面的抑菌性和细胞相容性。将L929细胞分别接种于4种材料上:空白对照组——Ti-6Al-4V(钛合金组),阴性对照组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V(TiN组),阳性对照组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V表面注Ag(注Ag组),实验组——TiN涂覆的Ti-6Al-4V表面注Cu(注Cu组)。通过激光共聚焦观察细胞的骨架形态,通过扫描电镜观察细胞铺展黏附,通过CCK-8检测细胞增殖。将金黄色葡萄球菌液滴到各组样品表面,24 h后通过活菌铺板计数法观察材料表面活菌的菌落数目,用激光共聚焦、扫描电镜观察细菌黏附、形态。接触角检测材料亲水性,XPS检测材料表面元素组成,ICP-MS检测材料目标元素离子析出量。激光共聚焦和扫描电镜:注Ag组和注Cu组细胞较为密集,黏附、铺展充分,可见板状伪足与丝状伪足。CCK-8:接种1、3、5天后,注Ag组和注Cu组细胞与钛合金组以及TiN组相比增殖明显,证明这两组材料没有明显毒性。活菌铺板计数:注Cu组和注Ag组菌落少,抑菌率分别为91％±2％和87％±2％。激光共聚焦和扫描电镜:注Cu组和注Ag组的细菌比钛合金组和TiN组的金黄色葡萄球菌黏附少。细胞壁完整性被破坏,部分细菌破碎。研究表明,TiN涂覆Ti-6Al-4V表面注Cu和注Ag均具有较好的细胞相容性和抑菌性。     

钴合金和钛合金的细胞毒性研究

对植入材料磨损态的Co-29Cr-5Mo(CCM)和Ti-6Al-4V(Ti64)的细胞毒性进行研究。与固溶态相比,在完全培养液中,通过噻唑蓝(MTT)法研究两种合金在不同浸提浓度、不同浸提时间下的材料浸提液对小鼠成纤维细胞(L929)的毒性及影响机制。扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀前后材料表面的变化,ICP发射光谱仪(ICP-MS)检测CCM和Ti64合金中主要金属离子的释放,电化学工作站(CHI760E)表征两种磨损态合金在完全培养液中的腐蚀情况。MTT实验结果表明:磨损态的两种合金随材料浸提浓度和时间的增大,细胞的相对增殖率(RGR)均减小,其中CCM的RGR由98.36%减小至73.28%,细胞毒性由0级升至2级;Ti64的RGR减小至85.86%,细胞毒性升至1级。ICP-MS结果表明,磨损态合金有害离子的释放量随着浸提时间不断上升,浸提至168 h时,磨损态CCM合金Co和Cr释放量分别高达1 249.7和293.9 μg/L;磨损态Ti64合金Al和V释放量分别为30.7和19.7 μg/L。CCM的Tafel曲线和SEM分析表明,在完全培养液中,CCM表面化学位较高的棱、尖角以及微米级沟壑位置发生了缝隙腐蚀,造成金属离子的释放,并对L929细胞的生长和分裂产生抑制作用。     

新型医用无镍不锈钢的生物相容性评价

背景：BIOSSN4无镍不锈钢是一种奥氏体医用不锈钢材料,在中国药品生物制品检定所通过了标准的溶血实验、细胞毒性实验和致敏实验。 目的：评价新型医用BIOSSN4无镍不锈钢的体外细胞毒性及抗腐蚀性。 方法：将小鼠L929成纤维细胞悬液以1×108 L-1的浓度接种于96孔板,分5组培养,分别加入BIOSSN4无镍不锈钢浸提液、316L不锈钢浸提液、金合金浸提液、铅材料浸提液(阳性对照)及RPMI1640培养液(阴性对照)。培养1,2,3 d,观察细胞形态,采用MTT法检测各组吸光度值,计算细胞相对增殖率,评价毒性分级。在模拟口腔环境中,检测BIOSSN4无镍不锈钢、316L不锈钢及金合金的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度及极化电阻。 结果与结论：培养3 d内,铅材料浸提液组细胞皱缩,细胞数量明显减少,细胞相对增殖率低于其余4组(P < 0.05);其余4组细胞形态良好,增殖旺盛,细胞相对增殖率均在75%以上。BIOSSN4无镍不锈钢浸提液、316L不锈钢浸提液与金合金浸提液的毒性均为1级,铅材料浸提液的毒性为2至3级,表明BIOSSN4无镍不锈钢具有良好的生物相容性。BIOSSN4无镍不锈钢的抗腐蚀性高于316L不锈钢,低于金合金。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

医用新型Mg-Li-Ca合金材料体外生物相容性及生物活性评价

背景:新型Mg-Li-Ca合金是否具有生物相容性和生物活性,目前还未被证实。目的:通过体外实验评价新型医用Mg-Li-Ca合金的组织相容性及生物活性,初步探讨其作为医用植入材料的可行性。方法:分别采用Mg-Li-Ca合金浸提液、纯Mg浸提液、AZ31B合金浸提液与α-MEM培养液培养第3代小鼠胚胎成骨细胞,培养1,3,5 d,采用MTT法检测细胞A值并计算相对增殖率;培养5,7 d,使用碱性磷酸酶试剂盒检测细胞碱性磷酸酶活性。将第3代小鼠胚胎成骨细胞与Mg-Li-Ca合金、纯Mg、AZ31B合金分别共培养于24孔板,培养1 d后扫描电镜观察材料表面黏附及增殖情况。结果与结论:Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金对成骨细胞的细胞毒性为Ⅰ级,无细胞毒性,且Mg-Li-Ca合金对细胞毒性明显小于纯Mg和AZ31B合金,对成骨细胞生长增殖无显著影响,呈现出良好的生物相容性。Mg-Li-Ca合金和纯Mg对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶无影响,具有良好的生物活性;AZ31B对成骨细胞正常合成碱性磷酸酶有显著影响。成骨细胞可在Mg-Li-Ca合金、纯Mg和AZ31合金表面正常黏附生长。表明新型Mg-Li-Ca合金有望成为新型骨科植入材料。     

PEEK/SPEEK/HA生物材料对成骨细胞MG-63、成纤维细胞3T3的氧化应激作用*

目的对引入界面增强剂磺化聚醚醚酮的新型PEEK/HA生物材料进行生物相容性评价,研究该材料对骨环境细胞的氧化应激作用。方法选用成骨细胞MG-63、成纤维细胞3T3作为研究对象,比较材料对两种细胞产生ROS和MDA水平的影响,并观察两种细胞在HA质量占比30%的PEEK/SPEEK/HA材料上的生长形貌。结果在PEEK和SPEEK材料上培养导致成骨细胞MG-63和成纤维细胞3T3氧化应激水平上升,SPEEK材料相比PEEK材料能降低细胞氧化应激水平,PEEK/HA材料对成骨细胞MG-63和成纤维细胞3T3氧化应激作用相对PEEK和SPEEK材料减弱,与PEEK/HA生物材料相比,PEEK/SPEEK/HA生物材料使两种细胞氧化应激水平更低,当HA含量达到30%,成骨细胞MG-63氧化应激水平接近正常,并且两种细胞在该材料表面生长正常不受到限制。结论HA与SPEEK引入能降低细胞氧化作用。     

热化学法制备CaTiO3涂层及涂层的生物相容性

背景：钛酸钙(CaTiO₃)作为一种有前途的涂层,可应用于钛基医用植入体表面。 目的：通过一种简单的热化学处理技术,在Ti6Al4V基体上制备均匀的CaTiO₃涂层,同时通过培养成骨细胞观察涂层生物相容性。 方法：通过将Ti6Al4V基体埋于无水硝酸钙(Ca(NO₃)₂)粉末中,并且升高温度;当温度处在Ca(NO₃)2熔点以上时,在Ti6Al4V基体上能够生成一层均匀的CaTiO₃层。同时在热化学处理温度为570 ℃的Ti6Al4V基体材料上进行成骨细胞培养,观察所制备涂层的生物相容性。 结果与结论：该涂层转化只有在(Ca(NO₃)₂)熔点(561 ℃)以上时才会发生,同时随着处理温度的升高,CaTiO₃晶体尺寸随之增大;经过热化学处理后的样品具有良好的生物相容性,对成骨细胞黏附、增殖具有更好的促进作用。该方法简单、有效,所制备的涂层具有良好的生物相容性,有望在钛植入体表面处理中获得应用,以提高金属表面与细胞、组织的相容性。     

纳米载银磷酸锆抗菌聚氨酯的细胞毒性检测

背景：聚氨酯是一种研究热门的医用高分子材料,并在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用。 目的：制备并观察纳米载银磷酸锆抗菌聚氨酯生物材料对L929细胞增殖活性的影响及细胞毒性反应。 方法：采用MTT法检测各组抗菌聚氨酯对传代培养小鼠成纤维细胞L929的细胞毒性,L929细胞接种于96孔板,随机分为3组进行培养,实验组用抗菌聚氨酯浸提液处理,阳性对照组用苯酚溶液,阴性对照组用高密度聚乙烯浸提液,于24,48,72 h后在倒置相差显微镜下观察细胞形态,通过MTT比色法检测各组细胞的相对增殖率,并评价材料的细胞毒性。 结果与结论：实验组作用于小鼠成纤维细胞24,48,72 h后,相对增殖率分别为94.3%~97.9%,94.5%~99.8%和90.8%~96.3%,材料细胞毒性评级为Ⅰ级。提示添加低浓度纳米载银无机抗菌剂RHA-2(添加比例<5%)的热塑性聚氨酯,无细胞毒性,符合医用生物材料安全标准。     

新型抗菌不锈钢微螺钉种植体的细胞毒性分析

背景:降低不锈钢微螺钉种植体的脱落率,开发新型的抗菌材料,可以从根本上预防种植体周围炎的发生。目的:通过体外细胞培养法评价新型抗菌不锈钢种植体的细胞毒性。方法:将待检试件(抗菌不锈钢、医用不锈钢、医用纯钛)制备成15mm×10mm×3mm的长方体,表面逐级抛光后,无水乙醇脱脂、超声清洗并行高温高压消毒。将各试件以3cm2/mL的比例浸泡于DMEM高糖培养基中置于37℃温箱内96h,微孔滤膜过滤除菌。实验设0.64%的苯酚培养液作为阳性对照组及空白DMEM培养基阴性对照组。倒置相差显微镜观察MG63细胞在各试件浸提液中的生长情况,通过MTT实验得出细胞在培养24,48,72,96,120h后的吸光度值,并计算其相对增殖率评价抗菌不锈钢的细胞毒性。结果与结论:①培养24h,阳性对照组细胞形态异常呈空泡状、其余各组细胞贴壁生长良好。②培养48h后,随着作用时间的延长,阳性对照组细胞表现出明显的中毒形态,其余各组细胞生长旺盛,医用不锈钢及抗菌不锈钢组开始出现少量细胞核固缩。③3组试件吸光度值由高到低依次为医用纯钛、抗菌不锈钢、医用不锈钢,但3者之间差异无显著性意义。④在观察期医用纯钛组、医用不锈钢组、抗菌不锈钢组细胞毒性等级均为0级。结果表明抗菌不锈钢毒性等级与医用不锈钢和医用纯钛相同,符合口腔正畸材料的临床应用要求。     

三种比色法评价4种牙科金属材料对L-929细胞的毒性

背景：采用不同方法评价材料的细胞毒性可能会得出不同的实验结果。 目的：采用3种比色法评价镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛等牙科金属材料对小鼠成纤维细胞(L-929细胞)的细胞毒性。 方法：以镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛4种牙科金属材料的浸提液分别作用于体外培养的L-929细胞24,72 h。以体积分数10%小牛血清+高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阴性对照组,以0.7%丙烯酰胺+体积分数10%小牛血清+高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阳性对照组,分别采用MTT、CCK-8及结晶紫3种比色法检测上述材料的细胞毒性。 结果与结论：①4种材料浸提液中培养的细胞形态正常,胞内结构清晰,随着培养时间延长细胞大量增殖,与阴性对照组细胞形态无明显差异。阳性对照组细胞数量明显减少,形态完整性受破坏,形成大量细胞碎片。②培养24 h时,CCK-8比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率低于阴性对照组(P < 0.05),MTT及结晶紫比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养72 h时,MTT比色法检测中4种牙科金属材料组细胞相对增殖率低于阴性对照组(P < 0.01),CCK-8及结晶紫比色法检测中4组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义(P > 0.05),但材料细胞毒性均为0-1级。表明上述4种牙科金属材料细胞毒性均在临床应用的允许范围内,具有良好的生物安全性。     

医用负压封闭引流聚氨酯泡沫材料的制备及性能研究

目的通过聚氨酯发泡制备出能应用于负压封闭引流技术的聚氨酯敷料。方法通过正交实验设计聚氨酯泡沫一步法发泡工艺,并对制备的聚氨酯泡沫进行物理机械性能测试和表面形态观察,从中选取出一组综合性能最佳的聚氨酯泡沫配方,并对其进行优化设计。对优化配方制备的聚氨酯泡沫进行细胞毒性和溶血实验生物学评价。结果制备的聚氨酯泡沫的表观密度为20~35 kg/m3,拉伸强度为16~21 N。细胞体外毒性测试所得细胞相对增殖率为90.1%,符合国家细胞毒性安全标准。聚氨酯泡沫溶血率为2.53%,低于5%的国家标准。一步法发泡所制备的聚氨酯泡沫具有良好的物理机械性能和生物相容性。结论聚氨酯泡沫作为医用负压引流材料具有良好的应用前景,但还需对负压引流效果及其他生物相容性进行进一步的测试。     

表面粗糙度对种植体钛片表面成骨细胞的影响

目的探讨种植体表面粗糙度对成骨细胞增殖、分化、功能及基因表达的影响。方法种植体钛片分为3组,表面粗糙度(Ra)分别为0.175μm(1组)、1.00μm(2组)及1.689μm(3组)。将人成骨肉瘤细胞系MG63细胞接种于3组材料表面,利用激光共聚焦显微镜观察细胞在各组钛材料表面黏附铺展形态,采用MTY法、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素活性检测评价成骨细胞在钛片表面黏附、增殖和分化水平,通过RT- PCR检测细胞内Cbfa1mRNA表达。结果Mg63在各组材料表面均生长良好,4h时各组细胞均附着,第2组细胞可见突起,24h时各组细胞均伸展,形态不规则。各组细胞在1、5、10d,第2组ALP及骨钙素(OC)活性均逐渐增高,在15d有所下降,在5、10d,ALP及OC活性显著高于其他两组(P<0.05)。第2组的Cbfal mRNA表达高于其他两组(P<0.01)。结论种植体表面适度粗化能够促进成骨细胞的功能,1.00μm是比较适宜的表面粗糙度。     

用于人体关节植入物的多孔纯钛/钛合金研究

目的研究Ti6Al4V合金基体上经钎焊制得的多孔纯钛／钛合金,并对其各项性能进行表征,探讨其是否适用于人体关节植入物。方法制备钎焊多孔纯钛／钛合金表面多孔层,采用SEM观察其形貌及孔径,采用重量法计算其孔隙率,采用Instron 4057材料试验机进行结合强度测试,并根据国家标准GB／T16886-3完成遗传毒性实验。结果纯钛／钛合金多孔层孔径为100μm以上,孔隙率6％以上;多孔层与基体的结合强度达到27MPa。遗传毒性试验结果为阴性。结论经钎焊可制得纯钛／钛合金球形粉末多孔层,其孔隙率和孔径允许骨细胞长入;多孔层与基体的结合强度能够满足植入要求,并具有较好生物相容性;经钎焊制得的纯钛／钛合金多孔层是一种可用于人体关节植入物的表面结构形式。     

用鼠通过薄片种植体试验进行组织界面的组织形态学研究

在愈合阶段,下列局部和/或系统因素影响骨整合:种植体的生物相容性、表面状况、种植材料、清洁状况、表面活性、表面形态(topography)和系统性改变等。本研究比较分析在愈合期,没有负荷的金属种植体:锆(Zr)、钛(Ti)、铝(Al)和用金刚石样碳(diamondlikecarbon,DLC)涂层的锆生物相容性和生物矿化能力。铝用于评价局部毒性的可能性。金属种植体长7mm、宽1mm、厚0.01mm。按照要求制备种植体,锆种植体用硝酸、氢氟酸和蒸馏水(分别为4.5ml、0.3ml和5.2ml)溶液清洗,再用蒸馏水冲冼、吹干。级商业纯钛种植体依据Implant-Vel(BuenosAires)处理,包…     

铁铬钼软磁合金表面镀铬后的生物相容性

背景：研究表明,铁铬钼系列软磁合金具有理想的磁性能和机械加工性能,表面镀Cr⁶⁺处理可明显增强其在口腔环境中的耐腐蚀性,但其表面镀铬后的生物安全性仍需进一步检验。目的：评价铁铬钼软磁合金表面镀铬后的生物相容性。方法：取对数生长期L-929细胞悬液,以6×10⁷ L^-1的细胞浓度接种于96孔板中,分别加入纯钛浸提液、铁铬钼软磁合金原样浸提液、铁铬钼电镀Cr⁶⁺软磁合金浸提液与聚氯乙烯浸提液培养。培养5 d后,观察细胞形态和贴壁情况,采用CCK-8法检测细胞A值,并计算各组细胞相对增殖率,评价材料细胞毒性分级。结果与结论：纯钛浸提液组细胞形态正常,贴壁生长良好,表现为无细胞毒性;铁铬钼软磁合金原样浸提液组细胞形态和生长状态均良好,偶见个别细胞溶解,培养液内出现散在红褐色颗粒,表现为无或极轻微的细胞毒性;铁铬钼镀Cr⁶⁺软磁合金浸提液组细胞生长状态良好,表现为无或极轻微的细胞毒性;聚氯乙烯浸提液组超过70%细胞固缩或溶解呈空泡状,大量细胞碎片,超过50%细胞生长抑制,表现中度以上的细胞毒性。铁铬钼电镀Cr⁶⁺软磁合金浸提液的细胞毒性为0至1级。表明镀铬的铁铬钼软磁合金具有良好的生物相容性。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷涂层的体外细胞毒性

背景:为优化羟基磷灰石的生物活性,前期实验利用等离子喷涂技术在羟基磷灰石表面等离子喷涂制备了压电陶瓷涂层,但此种新型材料的细胞毒性还不明确。目的:评价羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷涂层的体外细胞毒性。方法:将第3代比格犬骨髓间充质干细胞分别接种于羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷试件与羟基磷灰石试件上,接种5 d后,扫描电镜观察材料上细胞黏附情况。分别以羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷试件浸提液、羟基磷灰石试件浸提液、含5%二甲基亚砜和体积分数15%胎牛血清的低糖DMEM溶液、只含体积分数15%胎牛血清的低糖DMEM培养基培养第3代比格犬骨髓间充质干细胞,培养的1,3,5 d采用CCK-8法检测各组细胞毒性。结果与结论:骨髓间充质干细胞在羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷试件与羟基磷灰石试件表面增殖旺盛,达到复层生长,伪足与细胞之间连接很紧密,胞体丰富,表明两组材料具有良好的细胞相容性。CCK-8细胞毒性实验显示,羟基磷灰石/钛酸钡压电陶瓷试件与羟基磷灰石试件组细胞相对增殖率均在80%以上,毒性分级为1级,无细胞毒性。     

戊二醛交联时间对人脱细胞真皮基质生物学性质的影响

目的:探讨戊二醛交联时间对人脱细胞真皮基质(ADM)生物学性质的影响.方法:用低浓度戊二醛交联高渗盐-NaOH消蚀法制备的人ADM,根据交联时间的不同分为交联10、 15、 20、 30 min组,大体观察各组的物理性状;免疫组织化学检测各组Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白的表达;MTT细胞毒性实验评价4组ADM的细胞毒性反应;将NIH3T3细胞接种于各组ADM上,比较24 h细胞贴壁数并观察细胞生长情况;将人成纤维细胞与交联10、 15 min组ADM体外复合培养,观察细胞生长和增殖情况.结果:随着交联时间延长,ADM的韧性逐渐增加;各组ADMⅠ型、Ⅲ型胶原蛋白的表达阳性;ADM细胞毒性反应交联10和15 min组0～1级、20 min组1～2级、30 min组1～3级;交联10、 15 min组分别与20 min组24 h 3T3细胞贴壁数比较有统计学意义;而交联10、 15 min两组间无统计学意义;3T3细胞能够在交联10、 15 min组ADM表面贴附、增殖;免疫荧光法显示鼠抗人波形蛋白抗体呈阳性,有较多的人成纤维细胞黏附于交联10和15 min组ADM上,生长和增殖良好.结论:戊二醛化学交联10～15 min的人ADM蕴涵丰富的生物信息,细胞毒性小,生物相容性好,是一种很好的生物支架材料.     

β钛合金特性及其在骨科领域的应用现状和研究进展

目前常用于骨科的生物医学金属材料主要有不锈钢、钴铬合金、形状记忆合金、钛合金、贵金属材料等,其中钛合金凭借比重小、比强度高,具有较低的弹性模量、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性等特性[1],迅速在骨科领域得到了广泛而深入的发展和应用,成为人工关节(髋、膝、踝、肩、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(螺钉、钢板、髓内钉等)、脊柱内固定系统等骨科用内植入产品的理想材料[2-5].生物医用钛合金按显微组织类型可以细分为α型钛合金(如纯钛系列)、β型钛合金(如Ti-12Mo-6Zr-2Fe等)和α+β型钛合金(如Ti-6Al-4V等)三大类.与α型钛合金、α+β型钛合金相比,β型钛合金不含V和Al两种有毒元素,具有更低的弹性模量、更高的强度以及更好的生物相容性,不易产生“应力屏蔽”现象,因而具有更优异的综合性能,更适于作为植入物植入人体,成为了近年钛合金材料研究的热点.     

ZnTiO_3纳米管阵列(NT-Zn)促进骨髓间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的合成以钛(Ti)为基底的ZnTiO3纳米管阵列(NT-Zn)表面涂层材料,分析它的表面物理化学性能和成骨分化能力。方法以纯Ti为基底,通过阳极氧化的方法 40V电压下在0.5 wt%氢氟酸(HF)溶液中生成二氧化钛纳米管阵列(TiO2-NT),再运用在醋酸锌溶液中水热处理的方法合成ZnTiO3纳米管阵列(NT-Zn)。场发射扫描电镜(FE-SEM)观察制备的NT-Zn表面形貌。原子发射光谱法测量在不同时间点溶液中Zn释放量。大鼠骨髓间充质干细胞(bMSCs)接种到材料表面,乳酸脱氢酶(LDH)评估材料毒性,CCK-8检测细胞增殖,碱性磷酸酶(ALP)染色、活性检测和成骨相关基因mRNA表达水平评估MSCs成骨分化状况。结果钛基底表面生成直径约80nm的TiO2纳米管阵列,Zn加载到纳米管内形成ZnTiO3纳米管阵列。NT-Zn缓慢释放Zn2+,具有良好生物相容性,促进碱性磷酸酶和成骨相关基因表达。结论NT-Zn材料易于合成,促进bMSCs成骨分化有利于骨整合。