纯镁超声微弧氧化生物涂层植入体内4周的降解行为

研究纯镁及其超声微弧氧化生物涂层种植体植入动物股骨干内的短期降解过程。利用电化学工作站测定试样在模拟体液中极化曲线。术后4周,取兔股骨干的组织进行扫描电镜观察(SEM)及锥形束检测(CBCT)观察种植体降解状况。结果表明,纯镁与超声微弧氧化生物涂层都发生了降解,在骨组织表面及镁基体的表面几乎同时发生反应,在金属-骨界面形成紧密相邻的降解层、新生骨层,并可见少量的不连续的纤维结缔组织,超声微弧氧化镁生物涂层的腐蚀降解速率及对周围骨组织的刺激明显小于纯镁基体。纯镁基体及超声微弧氧化涂层试样周围的骨组织变化符合正常骨组织的愈合过程,超声微弧氧化生物涂层显示出更好的生物相容性及降解性。     

动物体内植入镁合金的早期实验研究

将不同形态AZ31B镁合金植入实验动物(兔子)体内,并以钛合金作对照组,研究了镁合金对实验动物的影响及其在实验动物体内的降解行为.研究结果表明,镁合金植入2周后,植入物周围有骨痂生成;8周后生成成熟的骨组织.镁合金植入并未对动物机体的循环、免疫、泌尿系统产生负面影响,体内降解产物主要为钙镁磷灰石,可经肾脏代谢,血液中的镁离子浓度在正常值范围内波动.本实验研究证明,镁合金植入动物体内在早期阶段对动物是安全的,且有诱导机体新骨生成的作用.     

纯镁在动物体内骨诱导性能的研究

将改性前后的4N-Mg以及TC4合金对照样植入白兔股骨,术后2,6,12w时任取1只处死,进行X线片检查,血镁浓度测试,并对标本进行SEM观察、EDS分析,以及组织切片光镜观察。结果表明,骨内植入试验中,动物血镁浓度均在正常值范围之内;镁基植入材料显示出较好的骨结合性和骨诱导性,新生骨组织矿化明显,新生骨层上有排列整齐的破骨细胞;改性镁基材料的腐蚀降解速率明显减小。初步表明镁基材料有较好的骨诱导性能,改性对镁基材料腐蚀降解有调控作用。     

纳米磷酸钙复合骨支架体内降解的实验研究

研究纳米磷酸钙复合氧化铝氧化镁生物玻璃骨组织工程支架在动物体内的降解特性,为进一步构建组织工程化纳米人工骨提供研究依据;本研究将合成灭菌后的纳米磷酸钙复合骨支架植入新西兰大白兔股部肌袋,并在植入4、8、12、16 w取材进行大体、组织学、电镜观察降解情况,16 w时将取出的材料煅烧,测量残余无机物含量,同时进行X线衍射实验,测量残余材料的晶相组成.结果是:合成的纳米磷酸钙复合骨支架孔隙率为80%,孔径200～450 μm,抗压强度为3.8 MPa.材料在动物体内前8 w内降解较慢,生物力学强度减低不明显,12 w后降解明显加速,强度明显减低,并有羟基磷灰石成分出现,煅烧后残余无机物最少,16 w明显新骨形成,降解残余材料分布于新形成的骨组织内部,羟基磷灰石成分明显增多.结论显示纳米磷酸钙复合骨支架具有较好的降解性、生物相容性和诱导成骨作用,可作为骨组织工程的支架材料.     

表面涂层对用于骨组织工程的多孔镁支架的影响

多孔镁（Mg）支架有利于生物植入,但是由于Mg的高活性,植入后降解速度过快,不利于新骨的形成。为了有效地控制镁支架的降解,研究了3种不同表面涂层对多孔镁支架的影响。通过能量色散光谱仪（EDS）,X射线衍射（XRD）和红外傅里叶变换光谱（FTIR）证实支架表面的组成为纯Mg,氧化镁（MgO）,磷酸氢钙（DCPD）和硬脂酸（SA）。结果表明,从表面形貌可以看出,SA涂层更光滑,更致密。模拟体液（SBF）的体外降解实验表明,与未涂覆的Mg支架相比,表面涂层可以有效地减慢支架的降解,并且DCPD涂层和SA涂层优于MgO涂层。在第15周时,浸泡在SBF中的DCPD和SA涂层支架的降解率为70％,这可以为新骨的生长提供一定的时间。     

壳聚糖涂层对Mg-6%Zn-10%Ca_3(PO_4)_2植入材料生物相容性的影响（英文）

研究壳聚糖包覆的Mg-6%Zn-10%Ca_3(PO_4)_2植入材料生物体内的降解特性。采用0.2%的醋酸溶液溶解壳聚糖,将其在60℃下涂覆在复合材料样品表面,固化30 min得到壳聚糖的涂层。壳聚糖涂覆后的样品细胞毒性为0级,说明该涂层完全没有毒性,可以用于生物实验。生物体内实验表明:与无涂层的样品相比,植入涂覆有壳聚糖的复合材料后,在新西兰兔静脉血中的离子浓度较低。壳聚糖涂层可以减缓复合材料在生物体内的降解速率。生物体内实验表明,涂覆壳聚糖的复合材料对新西兰兔的重要器官,如心、肾、肝、肌肉都没有损伤,而新生骨组织会聚集在壳聚糖涂覆的复合材料周围,有利于骨组织的生长。壳聚糖涂层有利于减缓植入材料在生物体中的降解过程,减少氢气析出造成的皮下气泡产生,有利于提高复合材料的生物相容性。     

可降解锌基骨植入材料及其表面改性研究进展

医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势,包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上,从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时,归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战,包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善,概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面,综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状,提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题,包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足,以及未来的发展方向。     

生物凝胶玻璃陶瓷的力学性能和生物学行为研究

采用溶胶凝胶自蔓延法制备了不同配比的SiO2-CaO-P2O5-MgO系生物活性玻璃粉，并通过压制烧结工艺制成块状玻璃陶瓷材料。研究了材料的组织结构、力学性能和在骨内种植试验中的生物学行为。结果表明：经过1100℃烧结热处理后，凝胶玻璃基体中析出（Ca，Mg）3（PO4）2晶体和MgSiO3晶体，其中，硅含量较高的样品中析出晶体的尺寸较大，具有较高的弯曲强度和断裂韧性值，分别可达172MPa和2．02MPa．m^1/2。两种材料植入动物体内后与骨组织接触良好，未见明显的炎症反应。其中硅含量较高的样品植入骨内仅3周即可在骨与材料接触面处生成大量新生血管和骨小梁，植入6周后即与骨融合，两者之间钙磷含量较高且连续，没有明显的界面，这些结果证明该材料具有良好的骨组织相容性，是一种较为理想的骨修复替代材料。     

镁及镁合金的生物相容性研究

采用体外试验法对纯镁和AZ31B镁合金及阴性对照材料（316L不锈钢）的凝血酶原时间（PT）、血浆复钙时间（RT）动态凝血时间进行了测定，并对这几种材料的血液相容性进行了对比；将纯镁植入大鼠背部肌肉处，研究镁的骨诱导能力。研究结果表明，以PT为指标的抗凝血性能顺序为：Mg〈AZ31B〈316L；以RT和动态凝血时间为指标的抗凝血性能顺序均为：316L〈Mg〈AZ31B；镁有良好的骨诱导性。     

纯镁切应力变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为

纯镁为密排六方结构,具有较少的独立滑移系导致其塑性较差。研究了纯镁变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为。结果表明,纯镁经过等径角挤压（ECAP）变形后晶粒明显细化以及基面织构发生了弱化,导致纯镁的塑性得到了显著地提高。等径角挤压变形后纯镁强度降低主要是因为基面织构弱化影响大于晶粒细化。此外,等径角挤压变形后纯镁自腐蚀电位和腐蚀电流密度明显增加,纯镁的抗腐蚀性能显著提高。纯镁的腐蚀机理可能从局部腐蚀向均匀腐蚀转变,从而减少了样品在标准模拟体液浸泡中的腐蚀脱落,确保了试样的完整性。