含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和生物相容性

作者：马瑞; 王家麟; 李永伟; 王伟

来源：中国组织工程研究, 2020, 24(22): 3534-3539.

• 镁
• 快速成型
• 多孔材料
• 抗菌活性
• 生物相容性
• 聚乳酸
• β-磷酸三钙
• 骨替代物

背景:将多聚物材料与生物陶瓷材料复合制成有机/无机复合三维支架材料,可赋予支架骨传导所必需的理化特性,同时强化材料的力学性能,但大多数骨替代材料无法预防缺损部位的感染。研究发现由于镁的降解可产生局部碱性环境,使镁具有一定的抗菌活性。目的:探讨含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和细胞相容性。方法:应用低温快速成型技术制备聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料,其中β-磷酸三钙与镁的质量比分别为2∶1和1∶2,分别设为PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组;同时应用低温快速成型技术制备聚乳酸与聚乳酸/β-磷酸三钙多孔支架材料,分别设为P组、PT组。检测4组支架的表面形貌、孔径、孔隙率及压缩模量。将金黄色葡萄球菌(ATCC 35923)接种于4组支架表面24 h,通过涂板计数法和激光共聚焦显微镜观察材料的抗菌活性。将小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与4组支架材料共培养,通过CCK-8法分析材料对细胞黏附和增殖的影响。结果与结论:①4组支架材料表面都形成相对均匀的多孔结构,4组支架间孔径大小和孔隙率比较差异均无显著性意义(P> 0.05);②PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组压缩模量明显高于P组、PT组(P <0.05),PTM(1∶2)组明显高于PTM(2∶1)组(P <0.05);③涂板计数实验显示,PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组菌落形成单位明显低于P组、PT组(P <0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P> 0.05);④培养6 h,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组黏附细胞数量多于P组(P <0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P> 0.05);⑤培养1 d时,仅PT组细胞增殖优于P组(P <0.05);培养4,7 d时,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组细胞增殖均优于P组(P<0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P>0.05);⑥结果表明,聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料不但具有良好的抗菌活性,而且具有优良的细胞相容性和一定的抗压能力。

• 单位
  西安交通大学第二附属医院