表面前處理對(duì)鎂合金的生物相容性的影響

1、1表面預(yù)處理對(duì)鎂合金的生物相容性的影響表面預(yù)處理對(duì)鎂合金的生物相容性的影響卡拉洛倫茨、約翰內(nèi)斯克布倫納、菲利普、萊拉加法爾、本法布里表面科學(xué)和腐蝕研究所，材料科學(xué)與工程系，紐倫堡埃爾蘭根大學(xué)，91058埃爾蘭根大學(xué)，德國(guó)醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心，物理學(xué)系，紐倫堡埃爾蘭根大學(xué)，埃爾蘭根，德國(guó)于2009年1月29日收到，修訂于2009年3月13日，2009年4月17日接受，2009年5月3日可在線閱讀。摘要這項(xiàng)研究報(bào)告了，在培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，位于細(xì)胞表

2、面的鈍化鎂對(duì)人體HeLa細(xì)胞和小鼠成纖維細(xì)胞存活率的影響。表面拋光的商業(yè)純鎂在細(xì)胞培養(yǎng)液中表現(xiàn)出高反應(yīng)性，導(dǎo)致PH值向堿性方向變化，因此，細(xì)胞粘附和生存強(qiáng)烈受阻。鎂表面鈍化可以加強(qiáng)細(xì)胞在1M的NaOH中的存活率。在模擬體液中浸泡培養(yǎng)鎂試樣可以觀察到最好的初始細(xì)胞粘附，這導(dǎo)致了一個(gè)仿生，非晶Ca∕MgP高表面粗糙度層的形成。然而，這表面層僅僅是鈍化鎂和密封表面。隨后，與氫氧化鈉鈍化物相比，鎂的解體將會(huì)導(dǎo)致PH值的增加比較明顯，防止長(zhǎng)期細(xì)胞

3、的存活。這些結(jié)果表明，表面鈍化氫氧化鈉和MSBF一起可以改變鎂合金的表面活性，化學(xué)和粗糙度，為細(xì)胞在非生物相容性的鎂合金上存活提供了條件。關(guān)鍵詞：鎂、腐蝕、細(xì)胞培養(yǎng)、鈍化1.簡(jiǎn)介鎂及其合金在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中越來(lái)越重要，特別是作為一種可生物降解心臟或骨科植入物的材料。生物可吸收鎂植入物可以用來(lái)解決一些與長(zhǎng)期所使用的金屬植入物相關(guān)的問(wèn)題，如金屬的植入導(dǎo)致永久性的物理∕機(jī)械性刺激，導(dǎo)致無(wú)法適應(yīng)不斷的增長(zhǎng)和其它形狀在人體內(nèi)的變化。生物可吸收鎂植入

4、物也可以防止與長(zhǎng)期釋放金屬離子和∕或顆粒通過(guò)腐蝕或磨損過(guò)程相關(guān)的問(wèn)題。為了可靠的預(yù)測(cè)鎂植入物在人體內(nèi)的行為，在人體內(nèi)的腐蝕行為，以及與鎂表面相互作用的生物需要特點(diǎn)。在典型環(huán)境下，已經(jīng)廣泛的研究了商業(yè)鎂合金的腐蝕行為，合金可以有不同的用途，例如：鎂及鎂合金在NaCl2溶液中的電化學(xué)腐蝕行為的一般資料3樣品經(jīng)過(guò)表面處理之后，用乙醇清洗，并在空氣中干燥。用發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE掃描電鏡）和能量色散X射線（能譜）來(lái)分析表征試樣的形態(tài)和組成。用

5、光測(cè)量水滴的接觸角來(lái)判定試樣表面的潤(rùn)濕性。用波長(zhǎng)為780nm的激光來(lái)確定經(jīng)過(guò)不同表面處理的試樣的表面粗糙度。表一在此次研究中用到的模擬體液的成分所有濃度為mmoll1由于在2ml的基本細(xì)胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí)鎂溶解，從而導(dǎo)致培養(yǎng)液（溫度為37℃，含5%的CO2和95%的濕度）的PH值發(fā)生變化，用該培養(yǎng)液是為了確保在環(huán)境條件相同的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中使用。該細(xì)胞培養(yǎng)液中含有作為酸堿指示劑的酚紅，用RGBCCD相機(jī)（佳能）監(jiān)測(cè)到該培養(yǎng)液由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色

6、，PH值由7.4變?yōu)?.0。校準(zhǔn)曲線是在PH值為7.4~9.0的范圍內(nèi)確定的。存在鎂樣品的培養(yǎng)液的PH值是通過(guò)計(jì)算由紅色到藍(lán)色的色度強(qiáng)度比例得出的。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的鎂樣品在波長(zhǎng)為260nm的紫外光照射下消毒。經(jīng)過(guò)不同處理的鎂標(biāo)本放在含5%CO2的空氣氣氛，溫度為37℃，相對(duì)濕度為95%的恒溫箱中24小時(shí)后培養(yǎng)人體HeLa細(xì)胞。最低限度的基本培養(yǎng)液是加入10%的胎牛血清（MEMFBS），該培養(yǎng)液作為細(xì)胞培養(yǎng)液使用。大約有100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞放于該

7、培養(yǎng)液中。三個(gè)培養(yǎng)基針對(duì)不同的條件使用。在選定的條件下，綠色熒光蛋白肌動(dòng)蛋白使小鼠成纖維細(xì)胞穩(wěn)定轉(zhuǎn)變，通過(guò)附加的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究細(xì)胞附著和蔓延的時(shí)間序列。這兩種細(xì)胞系均是標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞系，并在全世界的許多實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)使用；在變化的環(huán)境下，它們表現(xiàn)出強(qiáng)勁的生長(zhǎng)狀態(tài)，當(dāng)它們從平面基板上生長(zhǎng)時(shí)會(huì)有致密單層形成，該平面基板適合細(xì)胞的附著和傳播領(lǐng)域的量化。培養(yǎng)液在恒溫箱內(nèi)24h后，將細(xì)胞放在3%多聚甲醛∕0.3%海衛(wèi)X100的溶液中，將其視為肌動(dòng)蛋白染色的細(xì)胞