β-TCP涂层镁合金支架复合BMSC构建新骨和修复骨缺损的作用

目前骨组织工程支架尚未涉及金属基材料，存在脆性大、强度低缺点，难以完全满足骨承载需要。本课题组前期研究发现：AZ31B镁合金经β-磷酸三钙(β-TCP)涂层表面改性后腐蚀抗力增强，生物相容性优化。材料不仅具备优异的金属力学性能，且具有生物学活性。本项目拟在此基础上通过激光钻孔法将该镁合金制成三维多孔支架并在其表面制备β-TCP涂层，运用扫描电镜、元素分析和X线衍射研究其在体内体外的降解机制，结合力学实验探讨其力学性能；骨髓间充质干细胞(BMSC)与支架共培养后，采用分子生物学方法测定调控成骨细胞相关基因mRNA表达，体外分析其对BMSC向成骨细胞分化增殖影响；支架复合BMSC后植入裸鼠背部皮下及新西兰兔股骨骨缺损模型，运用荧光染色标记、组织学检查与生物力学测试等方法分析其构建新骨和修复骨缺损的价值；采用细胞毒性实验、溶血实验等检查评估其安全性，为其作为骨承载需要的组织工程支架提供实验依据。

镁合金弹性模量低、力学性能优良、体内可降解的特点具备成为骨组织工程支架材料的潜力。本项目以我们制备出自主专利的镁合金为研究对象，通过电化学腐蚀实验与静态浸泡实验分析镁合金在模拟体液中的降解行为；采用细胞毒性实验、溶血实验研究镁合金的体外生物相容性；在此基础上，将镁合金及镁合金支架植入动物体内，应用扫描电镜、元素分析、X线衍射以及血清学、病理学方法研究镁合金在体内的降解行为、生物相容性及体内成骨作用。通过体内外实验，我们得出以下结论：（1）添加合金元素钕、锌、锆可以提高镁合金的耐腐蚀性。（2）细胞毒性试验表明镁合金具有优良的细胞相容性。（3）镁合金植入动物体内可逐渐降解，在动物体内降解过程中具有优良的生物相容性。（4）镁合金支架具有良好的体内外生物相容性。（5）通过电化学沉积法可在镁合金支架表面成功进行钙磷涂层处理；表面钙磷涂层处理可明显提高镁合金支架耐腐蚀性能、优化镁合金支架生物相容性。（6）镁合金支架在体内可促进成骨作用，用来修复骨缺损。