新型生物可降解锌合金植入材料在大鼠骨修复模型中的应用

摘要

目的 比较新型生物可降解植入材料Zn-2Cu-x Sr (x=0、0.5和1 wt.%)合金的体外降解率、细胞毒性、体内促成骨能力和体内生物毒性，评价其在骨科领域的应用前景。方法 通过pH值监测和材料降解率评价Zn、Zn-2Cu、Zn-2Cu-0.5Sr、Zn-2Cu-1Sr和Ti的体外降解能力。通过细胞增殖实验和细胞骨架荧光染色法比较Zn、Zn-2Cu、Zn-2Cu-0.5Sr、Zn-2Cu-1Sr和空白对照的体外细胞相容性。通过micro-CT扫描、骨矿物质密度检测评价Zn、Zn-2Cu、Zn-2Cu-0.5Sr和Zn-2Cu-1Sr的体内促成骨作用。通过HE染色比较Zn-2Cu-1Sr和空白对照的生物相容性。结果 Zn组、Zn-2Cu组、Zn-2Cu-0.5Sr组、Zn-2Cu-1Sr组与Ti组比较，pH值均无统计学差异（P> 0.05）。Zn-2Cu-0.5Sr组材料降解率显著低于Zn-2Cu-1Sr组和Zn-2Cu组（P <0.05）。体外细胞相容性结果显示，空白对照组细胞增殖率低于Zn-2Cu-0.5Sr组和Zn-2Cu-1Sr组（P <0.05）。micro-CT结果显示，Zn-2Cu-1Sr组骨矿物质密度显著高于Zn-2Cu组和Zn-2Cu-0.5Sr组（P <0.05）。HE染色结果显示，Zn-2Cu-1Sr组大鼠心脏、肝、肺和肾组织未见异常或病理形态。结论 将微量的铜和锶加入锌中，可以有效降低材料的降解率并提高材料的生物相容性和促成骨能力。

关键词

锌 / 铜 / 锶 / 促成骨能力 / 生物降解 / 骨科植入物