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氟处理AZ31B生物可降解镁合金的生物相容性研究

姜海英  
【摘要】: 目的 镁及镁合金作为体内可降解生物材料,其密度与人骨密度相当,具有较高的比强度和比刚度以及相对于非金属材料的更好的塑韧性和可加工性,可以克服高分子材料强度和刚度低的不足,以及生物陶瓷韧性低的缺点,且镁资源丰富,价格低廉。现有镁合金的降解速度过快,会影响镁合金的生物相容性。而表面氟处理能够改变镁及镁合金表面成分和降解速率。本实验以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,评价不同表面氟处理的镁合金材料的生物相容性,为镁基金属作为骨植入材料的设计和发展提供理论及实验资料。 方法 采用密度梯度离心结合贴壁培养法分离纯化人骨髓间充质细胞,传代扩增并于传代培养的细胞中加入矿化诱导液:DMEM-F12;10mmol/Lβ-磷酸甘油钠;10mol/L地塞米松;50μg/L左旋抗坏血酸;15%胎牛血清。通过倒置相差显微镜进行诱导前后骨髓间充质细胞形态学观察、流式细胞仪检测骨髓间充质细胞的表面标记、MTT法测定诱导前后骨髓间充质细胞生长曲线、诱导后骨髓间充质细胞进行碱性磷酸酶钙钴染色和茜素红矿化结节染色,对细胞予以鉴定及检测细胞活性。将镁合金AZ31B作为对照组A,不同氟处理的镁合金AZ31B材料分为实验组B,实验组C,实验组D,其中实验组D降解速度最慢,实验组B降解速度最快。 应用扫描电镜观察对照组A及不同氟处理的实验组B、实验组C、实验组D材料表面物理形貌的变化,应用能谱分析系统进行材料表面化学元素组成的分析。以诱导的人骨髓间充质细胞作为检测细胞,取对照组A及不同氟处理的实验组B、实验组C、实验组D材料浸提液进行体外细胞相容性实验,评价不同氟处理的镁合金AZ31B材料的生物相容性。 结果 采用密度梯度离心及贴壁培养法相结合的分离培养方法有效分离纯化人骨髓BMSCs。流式细胞仪检测人骨髓间充质细胞CD34、CD45、CD44、CD105,阳性表达细胞比率分别为0.2%、0.93%、99.72%、98.09%。经矿化诱导的人骨髓间充质干细胞具有成骨细胞的表征。应用MTT法材料浸提液实验显示经氟处理镁合金AZ31B材料与未经氟处理镁合金AZ31B材料相比能显著提高细胞存活率,细胞毒性分级1级,对细胞生长基本无毒性作用。氟处理镁合金AZ31B中实验组D细胞存活率最高。 结论 实验证明,经氟处理镁合金AZ31B材料生物相容性优于未经氟处理镁合金AZ31B材料,并且氟处理镁合金AZ31B中实验组D生物相容性最佳。


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