3D打印磷酸钙涂层多孔镁金属支架的力学性能和生物相容性评估

作者：叶健廷; 缪铂尊; 熊英杰; 孟昊业; 单验博; 孙小涵; 卢雨征; 武艳斌; 林万程; 关聪聪; 刘修志; 王鑫; 许文静; 袁广银; 彭江^*; 周成福^*

来源：解放军医学院学报, 2023, 44(04): 417-423.

DOI：10.3969/j.issn.2095-5227.2023.04.016

• 3D打印
• 选择性激光熔化
• 多孔镁金属支架
• 磷酸钙生物涂层
• 力学性能
• 生物相容性

背景 负重部位骨松质的大面积缺损修复是临床中一个待解决的难题，多孔镁金属结合磷酸钙(Ca-P)生物活性涂层有望克服这一难题，但缺乏相应力学和生物相容性评价。目的 评价Ca-P涂层多孔镁金属支架的力学性能和生物相容性。方法 采用选择性激光熔化3D打印工艺制备多孔镁金属支架，通过化学转化法在多孔纯镁金属支架表面制备Ca-P生物活性涂层，与无涂层镁金属支架做对比。采用扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱对材料涂层的形貌、成分进行表征；通过压缩力学实验绘制应力-应变曲线，并计算支架屈服强度和弹性模量。采用CCK-8法、活死染色和细胞黏附等手段检测多孔镁金属支架的生物相容性。结果 制备Ca-P涂层多孔镁金属支架；扫描电子显微镜和能量色散X线能谱结果显示多孔镁金属支架内部镁颗粒呈现出融合体状；Ca-P涂层由花瓣状晶粒以一定的取向相互堆叠而成，与基体无缝隙紧密结合。力学性能测试显示，Ca-P涂层多孔镁金属支架抗压强度高于无涂层支架[(35.3±0.7) Mpa vs (31.0±1.0) Mpa,P=0.003,n=3]，杨氏模量高于无涂层支架[(656.0±8.7) Mpa vs (623.0±7.0) Mpa,P=0.007,n=3]；生物相容性结果显示，相比空白组，Ca-P涂层支架有显著促增殖作用，无涂层支架有显著抑制作用。结论 相比无涂层多孔镁金属支架，Ca-P涂层多孔镁金属支架力学性能优，生物相容性好，可用于负重部位骨松质缺损的修复。

• 单位
  首都医科大学附属北京世纪坛医院; 佳木斯大学附属第一医院; 上海交通大学; 解放军总医院