介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合材料表面改性促进骨整合

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理想的植入材料应该具有优异的生物活性,骨组织能够牢固粘附在材料表面,从而并达到良好的骨性结合,对于实现植入物的早期负载和长期稳定都十分重要。本文通过溶胶-凝胶法合成出高比表面积和大孔容的介孔硅酸钙镁(m-MCS)。采用冷压烧结法制备介孔硅酸钙镁/聚醚醚酮复合材料(MPC),通过砂纸打磨及喷砂对MPC材料表面进行改性。经过处理后,表面粗糙度明显提高,喷砂后表面形成多孔结构,其粗糙度提高最大,表面暴露出大量的m-MCS;材料的矿化能力明显提高;喷砂比砂纸打磨明显促进了细胞粘附、增殖和分化。  对喷砂MPC材料进行小麦蛋白(WG)涂层改性并负载白藜芦醇。WG涂层能有效包裹白藜芦醇,并在PBS溶液中缓释。体外矿化实验表明:改性复合材料具有良好的生物活性,能够促进磷灰石的沉积;细胞实验显示:白藜芦醇的缓释能显著刺激细胞增殖和成骨分化;动物实验表明:WG涂层具有良好的生物相容性;白藜芦醇促进新生骨组织的生长,材料与骨组织牢固结合,骨整合能力增强。  对喷砂MPC材料进行多巴胺涂层改性并负载白藜芦醇和m-MCS。多巴胺涂层提高了材料的矿化能力,表面负载的白藜芦醇和m-MCS促进磷灰石的沉积;细胞实验显示:多巴胺涂层能增强细胞粘附,白藜芦醇的缓释以及m-MCS促进细胞增殖和分化;抗菌实验表明:白藜芦醇对金黄色葡萄球菌有抑制作用;在动物体内植入后,多巴胺能促进骨组织的粘附,同时白藜芦醇和m-MCS刺激新生骨组织的生长,材料与骨紧密结合。  对喷砂MPC材料进行多巴胺改性并负载姜黄素和m-MCS。姜黄素与m-MCS共同促进磷灰石的形成;姜黄素的缓释以及m-MCS促进了细胞的粘附、增殖和分化;抗菌实验表明:姜黄素能明显抑制金黄色葡萄球菌的生长。
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