镁合金基ha复合材料的生物相容性分析

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1、镁合金基HA复合材料的生物相容性分析　　0引言　　镁合金良好的机械强度、低弹性模量及生物可降解性引起医学生物材料界的重视，具有很大的发展潜力[1].然而，镁合金降解速度快，在体内环境中未完成承力任务前就降解了，限制了他的应用。通过镁合金表面改性，改善镁合金在人体体液环境中耐腐蚀性较差的问题[2-3],即可获得一种具有适宜降解速度且机械强度、弹性模量都比较好的生物材料。羟基磷灰石（HA）具有良好的生物相容性、生物活性及骨诱导能力，且耐腐蚀性较好，是一种理想的人工骨表面涂层材料[4].在镁合金表面涂覆一层羟

2、基磷灰石，生成镁合金基HA复合材料，该材料兼备了镁合金良好的机械性能、低弹性模量及生物可降解性，以及羟基磷灰石良好的生物相容性、生物活性及骨诱导能力，是一种比较理想的人工骨材料或人工骨支架材料[5-7].　　目前通过电泳沉积法已成功的制备出镁合金基HA复合材料。该复合材料的生物相容性[8-9]及生物活性[10-11],决定其能否作为人工骨材料长期存于体内并发挥功能与作用[12].为此，有必要验证镁合金基羟基HA复合材料的生物相容性与生物活性。本研究采用动物体内埋植实验来研究镁合金基HA复合材料的生物相容

3、性；将制备好的镁合金基HA复合材料浸泡于SBF（模拟体液）中测试该材料的生物活性。　　1材料与方法　　　1.1实验材料　　　　1）实验主要材料　　　　采用电泳沉积法制备好的镁合金基HA复合材料；SD大鼠8只，于南华大学动物实验中心。　　2）实验主要试剂　　无水乙醇（≥99.7%）、7%的水合氯醛、组织固定液（10%的福尔马林中性固定液）、去离子水、SBF溶液。　　3）实验主要设备　　自制SD大鼠实验手术台（含手术刀、手术针、手术缝合线、镊子、剪刀等）、X射线衍射仪（XD-3）、组织切片机、生物电子

4、显微镜（PH50）、电子分析天平（DV214C）、电热恒温箱（SA2--6490LA型扫描电子显微镜。　　1.2实验方法　　1.2.1种植体预处理　　将制备好的镁合金HA复合材料试样（2mm2mm1mm）进行修整；采用X射线衍射仪对试样进行XRD分析，以验证HA涂层的制备情况，并排除种植体含其它杂质污染的可能。在动物埋植实验前，先将种植体试样浸泡于无水乙醇溶液中30min进行消毒处理，防止细菌感染而引发炎症反应。　　1.2.2动物埋植实验　　1）分组及对照设计　　实验在南华大学动物实验中心进行。选取SD

5、大鼠8只，体重约200g,雌雄各半。将实验大鼠分成两组：（1）种植体组：将制备好的种植体材料适当修整，植入到大鼠左侧后肢肌肉内，并对植入物进行包埋定位后缝合。（2）对照组（无植入材料单纯的损伤组）:将大鼠相对应的左侧后肢肌肉组织剪开一个小口，对伤口定位后进行缝合。　　2）外科手术　　用无水乙醇对植入大鼠体内的种植体进行消毒灭菌处理后，选用7%的水合氯醛作为麻醉剂药品，使用剂量为0.005mL/g麻醉剂药品对动物进行一次给药静脉全麻。全麻醉成功后，将大鼠仰卧固定在实验手术台上，取左侧后肢内侧肌肉组织为植入

6、部位，并对植入部位表皮去毛，采用络合碘溶液进行常规手术消毒，铺无菌手术巾。将表皮切开一道两厘米左右的口子，然后使用镊子找到肌肉组织，通过手术刀将肌肉组织切开一小口，然后将种植体埋入肌肉组织，使用手术针和手术缝合线将肌肉组织缝合进行包埋定位，定位后将大鼠的表皮伤口缝合。术后将实验大鼠放入动物饲养箱，不限制动物的自由活动。　　3）组织学检测　　手术后饲养一定的时间（分别为2、3、4周）,采用7%的水合氯醛作为麻醉剂药品静脉注射麻醉动物，然后采用气体栓塞法处死实验动物。处死后立即取材，将含有植入物及其周围的肌

7、肉组织切下后，装入盛有组织固定液溶液的塑料标本管内进行组织固定，3d后取出整个肌肉组织，并将包埋的植入物取出后对周围组织进行组织切片、HE染色处理，并置于生物显微镜下观察。　　1.2.3SBF浸泡实验　　取镁合金基HA复合材料样片（9mm9mm2mm）,由于样片两面都有涂层，为了避免造成混淆，选择涂层完好的一面作为实验面，而另一面去掉部分涂层露出镁合金基体作为对照面。将样片清洗后恒温（37±1）℃浸泡于SBF溶液中，浸泡四周后取实验样片清洗、风干，进行XRD分析。　　2结果与讨论　　2.1

8、种植体的表征　　在X射线衍射仪上分别对HA粉体、镁合金基及种植体材料进行衍射实验，通过衍射图谱的对照与分析，确定种植体的物相组成。如图1是镁合金、羟基磷灰石（HA）和种植体材料（HA/Mg复合材料）XRD衍射图谱对比分析图。HA/Mg复合材料与HA粉体的主要衍射峰能较好地相对应，且除镁合金衍射峰以外无其它的衍射峰存在，说明电泳沉积制备的HA/Mg复合材料表面涂层主要成分是HA,且无其它的杂质存在。电泳沉积没有导致HA晶相变化，还是单一的HA