锶、镧、钴元素掺杂对磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷理化性能和细胞相容性的影响

摘要

目的：在磷灰石-硅灰石（Apatite-wollastonite,AW）生物活性玻璃陶瓷中分别引入Sr、La、Co等元素，研究其对骨修复材料的影响。方法：利用溶胶-凝胶法，在AW生物活性玻璃陶瓷体系中分别掺入Sr、La、Co等元素，制成Sr-AW、La-AW、Co-AW骨修复材料；利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、Tris-HCl体外浸泡降解实验、CCK-8细胞活性实验和细胞活/死染色实验对材料的理化特性和细胞相容性进行初步探索。结果：少量Sr或La或Co（1.8 mol%）元素的掺杂均不会改变材料的主晶相，当掺杂量达到7.2 mol%时Sr-AW出现了新的硅酸锶钙（CaSrSiO₄,PDF#77-1619）晶相，而La-AW的主晶相则变为磷酸镧（LaPO₄,PDF#73-0188）。Sr元素明显加快了材料降解，Co和La对材料的降解也有一定的促进。高浓度的Co和La元素有较强的细胞毒性，而Sr元素在掺杂量为7.2 mol%时仍有较好的细胞相容性。结论：在AW中掺入合适浓度的Sr等元素可以调控材料的降解速率，高浓度Co或La的掺杂在体外细胞实验中产生了一定的毒性，而同样浓度的Sr-AW则无显著的细胞毒性。

关键词

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷 / 掺杂 / 锶 / 镧 / 钴