新型稀土镁合金螺钉体内促骨修复及体外生物相容性研究

摘要

为测试新型稀土镁合金的生物相容性及降解产物致敏性;评价新型稀土镁合金螺钉对骨伤模型的治疗效果,基于NZ30K镁合金添加Mn元素制成新型稀土镁合金,并通过后期加工制成不同规格的螺钉.将稀土镁合金螺钉浸入磷酸盐缓冲液中制作浸提液,于大鼠后肢背部皮下注射,观察浸提液皮下致敏性.将螺钉打磨制成圆片植入到大鼠皮下,观察皮下降解产气情况,以可吸收骨蜡作为对照同位置皮下植入.建立兔骨损伤模型,将稀土镁合金植入,定期拍摄X光检查螺钉降解情况,按照时间顺序分别于8周、12周、16周处死实验兔制作肝肾切片、骨切片,评价肝肾毒性及体内降解情况;同期以ZA75镁合金为基础添加0.3％Mn元素制成新镁合金,作为对照组对比稀土镁合金对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化效果.将浸提液过滤稀释后添加至细胞培养板中,加入成骨诱导液培养,Westernblot蛋白电泳实验测定骨保护蛋白(OPG)表达情况.新型稀土镁合金浸提液未表现出致敏性,皮下降解结果显示植入初中期有气腔产生,中后期气腔消失,镁合金完全降解;组织切片显示,兔股骨螺钉植入在前中期有一定肝肾毒性,植入中期促骨生长效果相较于前期更为明显,植入后期未见明显肝肾毒性,螺钉降解完全,植入部位骨质增强;兔股骨植入降解结果显示植入前期未观察到明显的促进骨生长效果,螺钉与骨质嵌合紧密,植入中期促骨生长修复效果呈现,局部骨组织出现膨隆包裹住螺钉降解产物,植入后期螺钉完全降解,植入位置有一小孔未闭合,股骨近端明显膨隆;蛋白电泳实验显示,新型稀土镁合金浸提液可增加OPG表达,具有良好的生物相容性.基于NZ30K开发的新型稀土镁合金在动物实验及细胞实验阶段表现出良好的生物相容性,可为临床应用提供一定参考.