本文關(guān)鍵詞：多孔鈦合金表面鎂涂層改性及其成骨效應(yīng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：背景:由于外傷、疾病等原因?qū)е碌墓侨睋p經(jīng)常需要金屬植入物的填充或金屬假體的替換。由于多孔鈦合金材料具有與骨組織相近的彈性模量、優(yōu)秀的力學(xué)性能以及良好的生物相容性,已經(jīng)成為目前醫(yī)用金屬植入物的研究熱點(diǎn)。但是,因?yàn)殁伜辖饘儆谏锒栊越饘?其表面無生物活性,可能引起鈦合金植入物界面與骨組織界面整合不良,從而導(dǎo)致植入物的松動(dòng),脫落等。因此,表面生物惰性是多孔鈦合金成為理想骨科植入材料所必須克服的難題之一。鎂合金由于具有可降解性及多重的生物活性,一直被認(rèn)為是一種革命性金屬材料。但是由于其在植入體內(nèi)后降解過快,降解后其力學(xué)性能會(huì)受到嚴(yán)重影響,導(dǎo)致鎂合金作為骨科金屬植入物的應(yīng)用受到限制。近年來,分別有大量關(guān)于如何提高鎂合金材料耐腐蝕性以及如何對(duì)鈦合金表面進(jìn)行生物改性的研究報(bào)道,但是直接將鎂金屬作為生物可降解涂層制備于鈦合金材料表面的研究尚未見報(bào)道。鎂金屬涂層的制備方法,以及其是否具有成骨效應(yīng)和促進(jìn)骨整合的能力都有待于進(jìn)一步探索和研究。目的:1.研究多孔鈦合金表面鎂涂層改性方法并評(píng)價(jià)鎂涂層的生物學(xué)特性。2.探討多孔鈦合金鎂涂層改性材料對(duì)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)增殖、分化的影響以及其成骨效應(yīng)及促進(jìn)骨整合能力。方法:1.應(yīng)用電子束熔融技術(shù)(Electron Beam Melting,EBM)制備多孔鈦合金材料,采用脈沖偏壓電弧離子鍍技術(shù)(Pulsed Bias Arc Ion Plating,PBAIP)在多孔鈦合金材料內(nèi)、外表面制備鎂金屬涂層。掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)觀察材料表面及孔隙內(nèi)部的涂層形態(tài),能譜分析(Energy Dispersive Spectroscopy,EDS)檢測其元素組成,X線衍射(X-Ray Diffraction,XRD)分析涂層成分。2.通過Hank’s溶液浸泡實(shí)驗(yàn),檢測隨鎂涂層的降解,浸泡溶液p H值及鎂離子濃度的變化,并繪制p H值變化曲線及離子溶出曲線。3.在體外分別使用實(shí)驗(yàn)組(鎂涂層多孔鈦合金材料)、對(duì)照組(多孔鈦合金材料)兩種材料的浸提液及浸提介質(zhì)與大鼠BMSCs聯(lián)合培養(yǎng),分別于1、4、7天利用細(xì)胞計(jì)數(shù)試劑盒(Cell Counting Kit-8,CCK-8)檢測細(xì)胞增殖情況,并進(jìn)行ALP染色,評(píng)估細(xì)胞分化程度。4.將成年家兔24只,隨機(jī)分為2組,于股骨外側(cè)髁部制造直徑6 mm×深度8mm的圓柱形骨缺損,分別植入未涂層的多孔鈦合金(對(duì)照組)和鎂涂層多孔鈦合金(實(shí)驗(yàn)組),于取材前注射四環(huán)素及鈣黃綠素?zé)晒怆p標(biāo)骨小梁。于術(shù)后2、4、8周處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,取材后采用Micro-CT檢測成骨及骨長入情況;硬組織切片后熒光顯微鏡下觀察熒光標(biāo)記骨小梁測量鈣鹽沉積厚度;萬吉森染色(Van Gieson staining,VG染色)后光鏡下觀察材料周圍成骨情況及骨小梁與材料的整合狀況。結(jié)果:1.電鏡下鎂涂層致密且形態(tài)規(guī)則,與材料表面結(jié)合良好,EDS結(jié)果顯示涂層由鎂元素組成,X線衍射結(jié)果顯示涂層組成成分為單相鎂金屬。2.Hank’s溶液浸泡1天時(shí),溶液初始p H值約為10,鎂離子溶出量約為50 ppm,4天時(shí),溶液p H值降至8左右,鎂離子溶出量降至10 ppm。4天之后,兩者下降降速度均開始明顯減慢,7天時(shí),溶液p H值逐漸穩(wěn)定在7.5左右,離子溶出量穩(wěn)定在約5 ppm。3.細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,第4、7天時(shí),實(shí)驗(yàn)組材料的細(xì)胞增殖活性和分化程度均好于對(duì)照組,增殖活性結(jié)果的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)染色結(jié)果提示,在4、7天時(shí)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞分化情況均好于對(duì)照組。4.術(shù)后4、8周,Micro-CT結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組材料的周圍新生骨體積及材料孔隙內(nèi)部骨長入情況均明顯好于對(duì)照組,且實(shí)驗(yàn)組材料周圍的新生骨體積占感興趣區(qū)域總體積的百分比顯著高于對(duì)照組材料(P0.05);術(shù)后4、8周,熒光顯微鏡觀察熒光雙標(biāo)染色的骨小梁,實(shí)驗(yàn)組材料周圍新生骨小梁鈣鹽沉積厚度值較對(duì)照組更大(P0.05);VG染色結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組材料周圍骨組織生成情況及骨整合情況均好于對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組材料的骨長入情況較好,且實(shí)驗(yàn)組材料周圍的礦化骨面積占感興趣區(qū)域總面積的百分比顯著高于對(duì)照組材料(P0.05)。結(jié)論:采用PBAIP技術(shù)在多孔鈦合金表面制備的鎂涂層具有良好的生物活性,其有利于BMSCs的增殖、分化,可促進(jìn)新骨生成并且具備良好的骨誘導(dǎo)及骨整合效果。
【關(guān)鍵詞】：多孔鈦合金 鎂 表面改性 成骨 骨整合
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318.08;R687
【目錄】：

• 縮略語表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-14
• 文獻(xiàn)回顧14-25
• 實(shí)驗(yàn)一 多孔鈦合金表面鎂涂層改性材料的制備及生物學(xué)特性的研究25-40
• 1 材料與方法25-31
• 1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備25-26
• 1.2 多孔鈦合金基體材料的設(shè)計(jì)制備26-27
• 1.3 多孔鈦合金材料表面鎂涂層的制備27-29
• 1.4 鎂涂層表征檢測29
• 1.5 鎂涂層降解特性檢測29
• 1.6 鎂涂層多孔鈦合金對(duì)細(xì)胞增殖、分化影響的研究29-31
• 1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析31
• 2 結(jié)果31-36
• 2.1 掃描電鏡、能譜分析及X線衍射檢測結(jié)果31-32
• 2.2 Hank’s溶液浸泡結(jié)果32-33
• 2.3 細(xì)胞增殖活性檢測結(jié)果33-34
• 2.4 ALP染色結(jié)果34-36
• 3 討論36-40
• 實(shí)驗(yàn)二 多孔鈦合金表面鎂涂層改性材料的成骨效應(yīng)研究40-52
• 1 材料與方法40-44
• 1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備40-41
• 1.2 實(shí)驗(yàn)材料制備41-42
• 1.3 動(dòng)物建模42
• 1.4 標(biāo)本取材與處理42-43
• 1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理43-44
• 2 結(jié)果44-48
• 2.1 大體觀察結(jié)果44
• 2.2 顯微CT檢測結(jié)果44-45
• 2.3 熒光顯微鏡檢測結(jié)果45-46
• 2.4 組織學(xué)觀察結(jié)果46-48
• 3 討論48-52
• 小結(jié)52-53
• 參考文獻(xiàn)53-63
• 個(gè)人簡歷和研究成果63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳立鴻;王利國;王盼;關(guān)紹康;;Mg-7.0Al-0.2Zn合金的超塑性及其變形機(jī)制(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2010年02期

2 于國寧;潘鋒;聞久全;蔣閱;張二林;范廣宇;;鎂合金體內(nèi)植入生物安全性的初步研究[J];中國矯形外科雜志;2008年13期

  本文關(guān)鍵詞：多孔鈦合金表面鎂涂層改性及其成骨效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：378226