仿生电活性涂层钛植入材料促进骨结合的实验研究

• 作者: 孙晓雯 张学慧 王逸君 白云洋
• 来源期刊: 骨科临床与研究杂志
• 关键词: 骨再生修复 仿生材料 植入材料 涂层材料 钛
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 骨科辅助器材与材料
• 页码范围: 20-25
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19548/j.2096-269x.2021.01.004

摘要

目的 评价仿生电活性钛酸钡(BaTiO3,BTO)/聚偏氟乙烯-三氟乙烯P(VDF-TrFE)涂层钛植入材料促进骨结合性能的效果.方法 首先将直径为2 mm、长度为5 mm的医用纯钛圆柱进行表面喷砂-酸蚀处理,然后将BaTiO3/P(VDF-TrFE)溶液均匀涂覆在钛柱表面.待烘干后对涂层表面进行电晕极化处理.采用扫描电镜、能谱分析、原子力显微镜、水接触角测量仪分别对材料表面形貌、元素组成、表面粗糙度和亲疏水性进行表征检测,PLLA涂层钛柱作为对照材料.选取实验兔4只,在双侧胫骨位置各制备3个间隔为1 cm的圆形缺损,在左侧胫骨植入PLLA涂层钛柱,右侧胫骨植入仿生电活性涂层钛柱,术后4周和12周分别取材进行硬组织的骨形态检测分析.采用SPSS15.0软件对数据进行统计分析.结果 理化性能表征检测显示,BaTiO3/P(VDF-TrFE)涂层和PLLA涂层均匀附着在钛柱表面,涂层厚度约50μm,且表面结构致密.电活性涂层可见钛酸钡纳米颗粒均匀分布在P(VDF-TrFE)基体内.两种涂层表面的粗糙度和水接触角无明显差异.电活性涂层具有稳定的压电性能,且压电常数接近生理量级.动物实验显示,术后4周,仿生电活性涂层材料表面和新骨结合紧密,涂层材料稳定无降解;而PLLA涂层材料表面由于材料有部分降解导致新骨结合较差,电活性涂层的骨结合率明显高于PLLA涂层.术后12周,两组的新骨成熟程度均增加,骨陷窝明显,仿生电活性涂层仍然保持稳定状态;而PLLA涂层进一步发生降解,和新骨结合程度弱于电活性涂层组.结论 仿生电活性BaTiO3/P(VDF-TrFE)涂层钛可能作为一种具有促进骨整合功能的种植体涂层材料.