关键词:
医用镁合金
微弧氧化
含Cu^(2+)涂层
骨缺损
抗肿瘤
成血管
骨植入物
摘要:
背景:医用镁合金因优异的生物相容性被广泛用作骨肉瘤手术植入物,然而镁合金在人体内的降解速度较快,限制了它在临床上的应用。因此,迫切需要具有功能性的植入材料来解决骨肉瘤手术治疗及局部骨骼功能重建问题。目的:在镁合金表面制备含Cu^(2+)微弧氧化涂层,表征该材料的抗肿瘤与促血管形成效应。方法:①采用半固态粉末成型技术制备镁合金(合金中镁与锌的质量比为94∶6)。以含不同质量浓度(0.26,0.32,0.38 g/L)醋酸铜的硅酸盐作为电解液,采用微弧氧化工艺在镁合金表面制备含Cu^(2+)微弧氧化涂层,涂层中Cu^(2+)质量分数分别为0.30%,0.34%,0.69%,表征涂层的形貌、厚度、显微硬度与耐腐蚀性能,以单纯负载微弧氧化涂层的镁合金为对照。②将对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层的镁合金浸提液分别与大鼠动脉血混合,检测溶血率。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于负载微弧氧化涂层镁合金与负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金表面,检测细胞黏附情况。将大鼠骨髓间充质干细胞分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率。③将大鼠骨肉瘤细胞UMR-106分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率。将UMR-106细胞分别接种于对照镁合金与负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金表面,检测细胞黏附情况。将UMR-106细胞培养上清作为肿瘤条件培养基,在加入(或不加入)肿瘤条件培养基情况下,将大鼠血管内皮细胞分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率与血管形成。结果与结论:①Cu^(2+)降低了负载微弧氧化涂层镁合金表面的孔隙率、孔径与腐蚀速率,提高了负载微弧氧化涂层镁合金的表面显微硬度。②CCK-8检测结果显示,当涂层中Cu^(2+)质量分数为0.30%,0.34%时,大鼠骨髓间充质干细胞相对增殖率均大于80%,符合生物安全材料植入标准。负载涂层镁合金的溶血率均低于5%,具有良好的血液相容性。随着涂层中Cu^(2+)质量浓度的升高,镁合金表面黏附的大鼠骨髓间充质干细胞数量减少。③随着涂层中Cu^(2+)质量分数的增加,镁合金表面的UMR-106细胞相对增殖率、黏附数量均减少。在未加入与加入肿瘤条件培养基情况下,当Cu^(2+)质量分数为0.30%,0.34%时,镁合金表面的大鼠血管内皮细胞相对增殖率与血管形成能力良好。结果表明,负载含适量Cu^(2+)微弧氧化涂层的镁合金具有良好的抗肿瘤与促血管形成效应。