氧化锆改性磷酸镁骨水泥的生物力学性能体外初步测试

作者：胡金凤; 郭卫春^*; 余铃; 孙虹; 陈敬腾

来源：中国中医骨伤科杂志, 2019, 27(11): 15-22.

• 磷酸镁骨水泥
• 氧化锆
• 改性
• 力学性能
• 生物相容性

目的:对氧化锆(ZrO2)改性磷酸镁骨水泥(MPC)进行初步的生物力学性能评估。方法:将质量分数分别为0%,5%,10%,15%及20%五个梯度的ZrO2与MPC混合(MPC,Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC)后,按固液比3 g/mL的比例与去离子水调和制成氧化锆-可注射骨水泥(ZMPC),分别对ZMPC的固化时间、抗压强度、细胞毒性、碱性磷酸酶活性、生物降解性能进行检测。结果:MPC,Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC的固化时间分别为(9.10±1.12),(9.62±0.78),(10.40±1.16),(10.83±1.06),(10.02±1.16)min,Z15MPC自固化时间相比MPC差异有统计学意义(P<0.05)。MPC,Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC抗压强度分别为(5.78±0.39),(6.27±0.48),(10.68±1.82),(23.98±0.85),(15.30±0.84)MPa,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC与MPC相比差异有统计学意义(P<0.01)。MPC,Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC相对增殖率(RGR)分别为(87.2±3.8)%,(83.8±4.5)%,(81.8±4.5)%,(81.6±4.5)%及(81.8±5.6)%,均大于80%,各组材料对成骨细胞MC3T3-E1细胞增殖影响差异无统计学意义(P>0.05),根据材料毒性评级标准均为Ⅰ级。比色法测定MPC,Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC及Z20MPC碱性磷酸酶(ALP)活性分别为0.229±0.025,0.269±0.013,0.298±0.024,0.378±0.019,0.236±0.038,Z5MPC,Z10MPC及Z15MPC组较MPC组有较高的ALP活性,差异有统计学意义(P<0.05);Z20MPC组与MPC对照组之间ALP表达差异不明显,差异无统计学意义(P>0.05)。质量丢失率显示Z5MPC,Z10MPC,Z15MPC以及Z20MPC的降解速度与MPC组类似,各组间降解率近似,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:随着ZrO2的加入,ZMPC的固化时间得以延缓,抗压强度也有所提高,各组材料也表现出良好的生物相容性及优良的生物降解性能,有望成为新型的骨组织修复材料。

• 单位
  武汉大学人民医院