表面前處理對鎂合金的生物相容性的影響

1、1表面預處理對鎂合金的生物相容性的影響表面預處理對鎂合金的生物相容性的影響卡拉洛倫茨、約翰內斯克布倫納、菲利普、萊拉加法爾、本法布里表面科學和腐蝕研究所，材料科學與工程系，紐倫堡埃爾蘭根大學，91058埃爾蘭根大學，德國醫(yī)學物理與技術中心，物理學系，紐倫堡埃爾蘭根大學，埃爾蘭根，德國于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。摘要這項研究報告了，在培養(yǎng)實驗中，位于細胞表

2、面的鈍化鎂對人體HeLa細胞和小鼠成纖維細胞存活率的影響。表面拋光的商業(yè)純鎂在細胞培養(yǎng)液中表現出高反應性，導致PH值向堿性方向變化，因此，細胞粘附和生存強烈受阻。鎂表面鈍化可以加強細胞在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胞粘附，這導致了一個仿生，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，鎂的解體將會導致PH值的增加比較明顯，防止長期細胞

3、的存活。這些結果表明，表面鈍化氫氧化鈉和MSBF一起可以改變鎂合金的表面活性，化學和粗糙度，為細胞在非生物相容性的鎂合金上存活提供了條件。關鍵詞：鎂、腐蝕、細胞培養(yǎng)、鈍化1.簡介鎂及其合金在生物醫(yī)學應用中越來越重要，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解決一些與長期所使用的金屬植入物相關的問題，如金屬的植入導致永久性的物理∕機械性刺激，導致無法適應不斷的增長和其它形狀在人體內的變化。生物可吸收鎂植入

4、物也可以防止與長期釋放金屬離子和∕或顆粒通過腐蝕或磨損過程相關的問題。為了可靠的預測鎂植入物在人體內的行為，在人體內的腐蝕行為，以及與鎂表面相互作用的生物需要特點。在典型環(huán)境下，已經廣泛的研究了商業(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溶液中的電化學腐蝕行為的一般資料3樣品經過表面處理之后，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）來分析表征試樣的形態(tài)和組成。用

5、光測量水滴的接觸角來判定試樣表面的潤濕性。用波長為780nm的激光來確定經過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的基本細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)時鎂溶解，從而導致培養(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)境條件相同的細胞培養(yǎng)實驗中使用。該細胞培養(yǎng)液中含有作為酸堿指示劑的酚紅，用RGBCCD相機（佳能）監(jiān)測到該培養(yǎng)液由紅色轉變?yōu)樗{色

6、，PH值由7.4變?yōu)?.0。校準曲線是在PH值為7.4~9.0的范圍內確定的。存在鎂樣品的培養(yǎng)液的PH值是通過計算由紅色到藍色的色度強度比例得出的。細胞培養(yǎng)實驗的鎂樣品在波長為260nm的紫外光照射下消毒。經過不同處理的鎂標本放在含5%CO2的空氣氣氛，溫度為37℃，相對濕度為95%的恒溫箱中24小時后培養(yǎng)人體HeLa細胞。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)液作為細胞培養(yǎng)液使用。大約有100萬個細胞放于該

7、培養(yǎng)液中。三個培養(yǎng)基針對不同的條件使用。在選定的條件下，綠色熒光蛋白肌動蛋白使小鼠成纖維細胞穩(wěn)定轉變，通過附加的實驗來研究細胞附著和蔓延的時間序列。這兩種細胞系均是標準細胞系，并在全世界的許多實驗室已經使用；在變化的環(huán)境下，它們表現出強勁的生長狀態(tài)，當它們從平面基板上生長時會有致密單層形成，該平面基板適合細胞的附著和傳播領域的量化。培養(yǎng)液在恒溫箱內24h后，將細胞放在3%多聚甲醛∕0.3%海衛(wèi)X100的溶液中，將其視為肌動蛋白染色的細胞