聚醚醚酮-羟基磷灰石-碳纤维复合材料的生物相容性研究

作者：邓纯博; 李洪秋; 刘吉泉; 刘学勇

来源：生物医学工程与临床, 2018, 22(06): 617-622.

DOI：10.13339/j.cnki.sglc.20181112.003

• 聚醚醚酮
• 羟基磷灰石
• 碳纤维
• 复合材料
• 生物相容性

目的对聚醚醚酮(PEEK)-羟基磷灰石(HA)-碳纤维(CF)复合材料的生物相容性进行评价。方法应用注塑法制备不同质量分数的PEEK-HA-CF复合材料,选择70PEEK-20HA-10CF复合材料(PEEK、HA、CF质量分数分别为70%、20%、10%)为实验组,75PEEK-05HA-20CF复合材料(PEEK、HA、CF质量分数分别为75%、5%、20%)为阳性对照组,70PEEK-30CF(PEEK、CF质量分数分别为70%、30%)为阴性对照组。从新生SD大鼠颅盖骨提取原代成骨细胞,培养至第2代,用于实验。测定不同质量分数的PEEK-HA-CF复合材料的黏附性、增殖能力、细胞形态及相关碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原(COL-Ⅰ)、骨钙素(OCN)mRNA含量,评价复合材料的生物相容性。结果荧光显微镜下CF和HA均匀分布在PEEK中。与对照组相比,各组细胞黏附性差异无统计学意义(P> 0.05);实验组第5天、第7天光密度(OD)分别为1.88±0.08、2.83±0.15,阳性对照组第5天、第7天OD值为1.55±0.09、2.56±0.12,阴性对照组第3天、第5天OD值分别为1.47±0.03、2.46±0.06;实验组增殖力明显高于对照组(P <0.05)。ALP mRNA、COL-ⅠmRNA含量在第14天时达到高峰;在第5、7天时,实验组高于对照组(P <0.05),而两对照组间差异无统计学意义(P> 0.05);第14天时,实验组ALP mRNA、COL-ⅠmRNA含量高于对照组(P <0.05),且阳性对照组高于阴性对照组(P <0.05),而3组间OCN mRNA表达差异无统计学意义(P> 0.05)。扫描电子显微镜观察发现,细胞在复合材料上生长良好,并随着时间的延长,细胞在材料表面达到融合,形成矿化颗粒。结论 PEEK-HA-CF复合材料具有良好的生物相容性和生物活性。

• 单位
  沈阳医学院附属中心医院; 中国医科大学附属盛京医院