AZ31镁合金材料植入物在兔股骨髁内的降解：Micro-CT评价

• 作者: 卢世璧 孙振 孟昊业 尹合勇 彭江 徐亦驰 汪爱媛 肖波 郭全义
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 生物材料:骨生物材料 镁合金 微弧氧化 Micro-CT 股骨髁 大体观 降解 体内实验 国家自然科学基金
• 年，卷（期）: 2016,（16）
• 所属期刊栏目: 研究与报告 -- 组织工程骨材料
• 页码范围: 2303-2309
• 页数: 7页
• 分类号: R318
• 字数: 5129字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.16.003

摘要

背景：因为镁在体内可自行降解，避免二次手术，但镁合金材料还未能在骨科临床中广泛应用，且评价其在体内降解的方法仍缺乏高精准性和可靠性。<br>　　目的：通过Micro-CT图像和相关数据评价AZ31镁合金在兔股骨髁内的降解。<br>　　方法：将40个表面微弧氧化处理的AZ31镁合金棒材植入至40只新西兰大白兔的右侧股骨髁。植入后5，10，15，20周每个时间点依次取出10只兔的右侧股骨髁，利用Micro-CT扫描图像以及生成数据定量地对镁合金的降解进行分析和评价。<br>　　结果与结论：①镁合金材料降解过程中的一般形态：植入后第5-20周，镁棒表面被腐蚀程度逐渐加重，色泽变灰暗，形状出现变形；②Micro-CT图像检测：植入前5周内镁合金降解程度十分微小，只有少量腐蚀点，植入后第10周时侵蚀点有所增加，而到植入后第15周时，镁棒表面腐蚀点明显增多，腐蚀面积更大，且与植入前10周相比加速更明显，到植入后第20周时镁棒表面几乎布满了腐蚀点，且表面粗糙、不连续。③数据分析：植入前5周，镁棒的体积分数保持在98.6%，降解缓慢，植入后第10周时降至97.1%，但仍较为缓慢，植入后第10-15周此指标出现了明显的降低(P <0.05)，到第20周时已降至了86.4%(P <0.05)，而在植入15-20周中，镁棒体积分数减少了6.5%，达到单位周期的体积减少最大量；随着腐蚀的进展，镁棒表面变得粗糙、模糊，表面积变大，镁棒表面积与体积之比持续增加，且至第15，20周的增加量差异有显著性意义(P <0.05)；镁棒表面生成的腐蚀点越来越多，导致横截面半径减小，反映在数据中即“骨小梁厚度”的降低，该数值从1.00 mm降至第20周的0.87 mm，&nbsp；从曲线斜率来看，第10-15周该数值降低速度最快；整个实验中镁矿物密度持续降低，且在第10-15周降低速度最快，到20周时，已由开始时的649.302 mg/cm3降至356.445 mg/cm3(P <0.05)；另一方面，镁合金Micro-CT图像密度从实验开始时的679.710 mg/cm3最后降至644.947 mg/cm3，但差异无显著性意义。④结果证实：植入后10-20周是镁合金降解速度的高峰期，伴随镁合金的降解，其含量降低，但密度并不因其材料降解而降低。