电化学沉积含锂离子的钙磷涂层

摘要

背景：低浓度锂离子（4mmol/L）可以激发Wnt基因信号,促进人间充质干细胞的有丝分裂和增殖。目的：拟通过电化学共沉积,在钛合金表面制备含锂离子的钙磷涂层,观察其对MG63类成骨细胞贴附和增殖的影响。设计、时间及地点：对比观察实验,2007-03/12在武汉大学口腔医学院口腔生物医学工程教育部重点实验室完成。材料：钛合金片由陕西省宝鸡市德昌钛镍有限公司提供,加工成直径1cm,厚1mm圆片;LiCl为美国EMD Biosciences公司产品。MG63细胞由武汉大学典型培养物收藏中心提供。方法：将0.5g/L和5g/L两种浓度的锂离子加入钙磷电解液中,在电场作用下于阴极钛合金片上制备钙磷复合涂层。采用扫描电镜观察涂层的表面形貌,X射线衍射和红外光谱确定涂层的组成,测量涂层中锂离子含量和涂层厚度,监测锂离子在仿生理体液中的释放曲线,采用细胞计数试剂盒了解MG63类成骨细胞在涂层表面的贴附和增殖情况。主要观察指标：钙磷涂层的表面形貌、组成、厚度、锂离子含量和MG63类成骨细胞在涂层表面的贴附和增殖情况。结果：锂离子的加入抑制了钙磷涂层的沉积,随着电解液中锂离子浓度的增加,钙磷涂层表面逐渐变得平整,晶粒变小,涂层中磷酸八钙含量增加,磷灰石含量减小,同时涂层厚度降低。当电解液中含0.5g/LLiCl时,涂层中锂离子含量为2.2mg/g,当电解液中含5g/LLiCl时,涂层中锂离子含量为5.5mg/g。在pH7.3时,锂离子在仿生理体液中呈“爆发式”溶解曲线,约0.5h后即达到溶解总量的70%-80%,24h后,其溶解逐渐达到饱和状态。MG63细胞在含锂离子的涂层表面贴附量增多,当电解液中含5g/LLiCl时,MG63细胞在涂层表面第3天的倍增指数显著性增高（P〈0.05）。结论：可以通过电化学沉积在钙磷涂层内复合锂离子,并可能因此增强了涂层的生物活性。