生物功能化鈦基界面的構建及骨質疏松性骨折修復研究.pdf

1、鈦及鈦合金具有良好的機械性能和生物相容性被廣泛用作骨修復植入體及牙種植體等領域，然而，在實際應用中，鈦基材料表面生物惰性使其缺乏骨誘導潛能，骨整合降低，導致植入體松動、植入手術失敗。尤其對于骨質疏松性患者而言，鈦基植入體/骨釘?shù)脑缙谒蓜雍鸵莆滑F(xiàn)象會大幅度增加。因此，如何有效進行鈦基材料的表面改性，促進骨整合、提高植入手術的成功率，是鈦基界面修飾的研究熱點?；诖耍ㄟ^層層自組裝（LBL）技術在鈦基材料上構建了具有抑制破骨、促進成骨效應的

2、生物功能性多層膜結構，促進骨質疏松性骨折的修復。主要內容如下:
　　1. Ti6Al4V植入體界面仿生多層膜結構對骨質疏松性骨折的重塑研究
　　利用層層自組裝(LBL)技術將抗骨質疏松藥物降鈣素（CT）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP2）嵌入到殼聚糖和明膠多層膜修飾的 Ti6Al4V（TC4）表面，構建功能性多層膜（TC4/LBL/CT/BMP2）。研究證實，該功能性多層膜可以有效的控制CT和 BMP2的負載及可持續(xù)性釋放，加速骨形

3、成，同時抑制骨吸收。體外細胞實驗證明， TC4/LBL/CT/BMP2表面骨髓間充質干細胞（MSCs）的堿性磷酸酶（ALP）活性、骨鈣素（OCN）的表達、礦化能力以及骨形成相關基因的表達均顯示出了較高的水平。體內動物實驗研究中，將TC4及TC4/LBL/CT/BMP2等材料分別植入骨質疏松癥模型動物體內30天和90天后，利用Micro-CT、常規(guī)組織學和免疫組織化學技術進行分析。結果表明，與對照相比，TC4/LBL/CT/BMP2組可以

4、很好的促進骨損傷部位的骨形成。體內推出力實驗結果顯示，TC4/LBL/CT/BMP2組具有較高的材料-骨界面結合強度，顯示出良好的骨植入整合能力。綜上所述，該研究為促進骨質疏松癥患者植入手術中骨重建和骨愈合展示了良好的應用前景。
　　2.鈦基界面功能分子存儲器多層膜對骨質疏松性骨折的修復研究
　　利用β-環(huán)糊精修飾的殼聚糖作為分子存儲器（Chi-CD），負載維生素 D3的活性代謝物骨化三醇（1,25(OH)2D3，簡記為 V

5、D3），得到功能分子存儲器（Chi-CD@VD3）；并借助層層自組裝（LBL）技術將Chi-CD@VD3與降鈣素（CT，抑制骨吸收的藥物）組裝到 Ti6Al7Nb表面，形成功能性多層膜(Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3/CT）。體外研究表明， Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3/CT表面成骨細胞ALP的活性、礦化能力及骨相關基因與蛋白的表達水平顯著提高。與對照相比，Ti6Al7Nb/LBL/Chi-CD@VD3