目的研究表面含硅微弧氧化（micro-arc oxidation，MAO）涂層鎂合金ZK60體外與成骨細胞的生物相容性。 方法掃描電鏡觀察表面含硅MAO涂層鎂合金ZK60的表面形貌，并用能譜分析儀檢測涂層元素組成。實驗分為表面含硅MAO涂層鎂合金ZK60組（A組）、無涂層鎂合金ZK60組（B組）、醫(yī)用鈦合金組（C組）及空白對照組（D組）。取A、B、C組對應材料按照ISO 10993-12標準（試樣表面積/浸體介質(zhì)= 1.25 cm2/mL）分別制備材料浸提液并培養(yǎng)小鼠前成骨細胞MC3T3-El，D組采用含10%FBS的α-MEM培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。倒置相差顯微鏡觀察細胞形態(tài)，MTT法檢測細胞增殖活力，并檢測成骨細胞ALP表達活性。掃描電鏡觀察A、B、C組材料表面細胞黏附形態(tài)，檢測涂層表面的蛋白吸附能力，采用DAPI觀察細胞早期黏附情況，鈣黃綠素/乙錠均二聚物1（calcein-AM/ethidium homodimer 1，calcein- AM/ EthD- 1）雙重染色觀察細胞生長狀態(tài)。 結(jié)果掃描電鏡下見表面含硅MAO涂層鎂合金ZK60呈粗糙、多孔表面形態(tài)，涂層的主要組成元素為Mg、O和Si。材料浸提液培養(yǎng)后各組細胞輪廓清晰、形態(tài)良好，其中A組細胞伸展性更好。培養(yǎng)5 d時，MTT檢測示A組細胞增殖活力明顯高于其他組（P lt; 0.05）。掃描電鏡觀察見A、C組材料表面細胞伸展性良好，優(yōu)于B組，且A組細胞與材料表面黏附更緊密。A組材料表面蛋白吸附量為（152.7 ± 6.3）μg/mL，明顯高于B、C組的（96.3 ± 3.9）、（96.1 ± 8.7） μg/ mL（P lt; 0.05）；各時間點A組細胞黏附數(shù)量均明顯高于B、C組（P lt; 0.05）。calcein-AM/EthD-1雙染觀察見A、C組材料表面細胞生長狀態(tài)優(yōu)于B組。 A、B組ALP表達分別為15.55 ± 0.29和13.75 ± 0.44，明顯高于C、D組的10.43 ± 0.79和10.73 ± 0.47（P lt; 0.05），且A組高于B組（P lt; 0.05）。 結(jié)論表面含硅MAO涂層鎂合金ZK60可促進成骨細胞增殖、黏附及分化，具有良好生物相容性，是一種較理想的鎂合金表面改性方法。
【摘要】 目的 探討微弧氧化（microarc oxidation，MAO）結(jié)合應用于純鈦種植體表面處理的可行性。 方法 根據(jù)對純鈦鈦片處理的不同將實驗分為對照組（A組，不作處理）、MAO組（B組，純鈦片上進行MAO處理）及MAO加Ⅰ型膠原組（C組，純鈦片上MAO處理后吸附Ⅰ型膠原）。將成骨細胞培養(yǎng)于各組鈦片上，通過掃描電鏡、MTT法檢測不同時間點各組鈦片表面的細胞生長及增殖情況，并檢測堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）活性。 結(jié)果 掃描電鏡顯示成骨細胞在C組鈦片上細胞黏附情況優(yōu)于A、B組；MTT法及ALP活性檢測示培養(yǎng)3、6 d，成骨細胞在C組鈦片上的增殖及ALP活性與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05）?！〗Y(jié)論 MAO結(jié)合Ⅰ型膠原處理的鈦片可更有效提高成骨細胞表面附著、增殖，且具有較高的ALP活性?！続bstract】 Objective To study the feasibility of applying microarc oxidation (MAO) with collagen Ⅰ in surface modification of pure titanium. Methods According to different processing methods, the pure titanium was divided into three groups: the control group (without surface modification, group A), MAO group (with microarc oxidation applied in pure titanium surface modification, group B), MAO+Ⅰ group (with microarc oxidation and collagen Ⅰ applied in pure titanium treatment, group C). Osteoblasts were cultured on the surface of titanium in each group, and the cell proliferation in each group was detected at different time points by scanning electron microscopy and MTT method. Moreover, the activity of alkaline phosphatase (ALP) was also detected. Results Scanning electron microscopy showed that adhesion of osteoblasts for group C was better than group A and group B. MTT method and ALP activity detection indicated that there was a significant difference between group C and group A, B in cell proliferation and ALP activity on the third and sixth day of cultivation (Plt;0.05). Conclusion MAO with collagen Ⅰ applied in surface modification of pure titanium may increase osteoblast attachment, and promote its proliferation and ALP activity.
應用微弧氧化可在鎂合金表面生成氧化陶瓷膜層，增強鎂合金的耐腐蝕性。本文首先對鎂合金微弧氧化表面處理進行了概述，介紹了對幾種鎂合金基體進行微弧氧化處理的相關(guān)研究，并對鎂合金微弧氧化膜生物活性的研究進行了簡述，最后總結(jié)了鎂合金微弧氧化技術(shù)的優(yōu)點及存在的一些不足。
目的探討一種新型微弧氧化（micro-arc oxidation，MAO）涂層鎂（Mg）-鋅（Zn）-鈣（Ca）合金支架/自體顆粒骨修復兔臨界性骨缺損（critical size bone defect，CSD）的效果，以及該支架在體內(nèi)的耐腐蝕性和生物相容性。方法將 72 只新西蘭白兔隨機分為 3 組（n=24），A 組為無涂層 Mg-Zn-Ca 合金支架組；B 組為 10 μm 厚 MAO 涂層 Mg-Zn-Ca 合金支架組；C 組為單純自體顆粒骨植骨組。所有動物制備雙側(cè)尺骨 15 mm 長 CSD 模型，A、B 組將截取的尺骨制成顆粒骨后填充至支架內(nèi)修復尺骨缺損，C 組采用自體顆粒骨修復。術(shù)后 2、4、8、12 周，行大體觀察并記錄局部皮下積氣量；X 線片和 Van Gieson 染色觀察骨缺損愈合情況，根據(jù) Lane-Sandhu 標準行 X 線片評分；Micro-CT 掃描觀察并計算支架降解丟失體積百分比（ΔV）及降解速度（corrosion rate，CR）；監(jiān)測實驗過程中血清 Mg2+、Ca2+ 濃度變化，并于術(shù)后 12 周收集肝、腦、腎和脾組織行病理學觀察。結(jié)果術(shù)后 2、4、8 周 B 組皮下積氣量少于 A 組，其中2、4 周兩組間比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；但術(shù)后 12 周時 B 組顯著多于 A 組（P<0.05）。術(shù)后 4、8 周 C 組 X 線片評分顯著高于 A、B 組（P<0.05），術(shù)后 8 周時 B 組顯著高于 A 組（P<0.05）；術(shù)后 12 周 B、C 組顯著高于 A 組（P<0.05），但 B、C 組間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），同時 B 組骨缺損部位新骨塑形明顯優(yōu)于 A 組。Micro-CT 示術(shù)后 4、8 周，B 組 CR 及ΔV 均顯著低于 A 組（P<0.05）。Van Gieson 染色示 B 組較 A 組具有更好的生物相容性和促成骨性；血清離子監(jiān)測結(jié)果顯示術(shù)后各時間點 3 組血清 Mg2+、Ca2+ 濃度比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；術(shù)后 12 周，3 組實驗動物肝、腦、腎及脾組織 HE 染色均未見明顯病理改變。結(jié)論新型 MAO涂層 Mg-Zn-Ca 合金支架/自體顆粒骨能夠有效修復 CSD；同時，10 μm 厚 MAO 涂層能有效改良 Mg-Zn-Ca 合金支架的骨修復效果、耐腐蝕性及生物相容性。