銀鍶摻雜納米羥基磷灰石的合成及骨修復(fù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、當(dāng)骨由于損傷或疾病而發(fā)生骨缺損后，引入骨修復(fù)材料以用于恢復(fù)骨骼完整性、填充空隙和增強(qiáng)骨修復(fù)能力就成為了迫切的需求。納米羥基磷灰石（HA）的組成和結(jié)構(gòu)與骨的礦物質(zhì)成分相似，具有生物相容性高、骨誘導(dǎo)性強(qiáng)、比表面積大、成骨性好、生物降解性強(qiáng)、骨整合性好等優(yōu)點，應(yīng)用在骨缺損修復(fù)方面具有天然的優(yōu)勢。骨修復(fù)過程中可能會出現(xiàn)感染和炎癥，在HA中摻入銀和鍶可以防止感染以及促進(jìn)HA的礦化能力。本文采用水熱法以EDTA二鈉為模板合成了系列納米HA、銀摻雜納

2、米HA、鍶摻雜納米HA和銀鍶共摻雜HA。使用TEM、SEM、XRD、FT-IR和EDS表征不同HA的形貌、結(jié)構(gòu)和組成。以大腸桿菌（E. Coli）和金黃色葡萄球菌（S. aureus）作為模型，評價了不同HA的抗菌性；以巨噬細(xì)胞（RAW264.7）和成骨細(xì)胞（MC3T3-E1）作為模型，評價了不同HA對細(xì)胞活力、成骨細(xì)胞ALP的表達(dá)及礦化結(jié)節(jié)能力和巨噬細(xì)胞的炎癥因子（TNF-α與IL-6）的表達(dá)的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

3、合成了納米HA和銀摻雜納米HA，實驗結(jié)果表明：合成的材料為納米級實心棒狀，平均直徑為60.1±4.8nm，平均長度為173.7±8.5 nm。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銀摻雜納米HA都對E. Coli和S. aureus具有抗菌作用，且銀摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，抗菌效果越好。銀摻雜納米HA對巨噬細(xì)胞和成骨細(xì)胞毒性較小，納米HA和Ag5.0HA相對于對照組都促進(jìn)了ALP的表達(dá)，表現(xiàn)出促成骨細(xì)胞分化的能力，HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了449.8％

4、，Ag5.0HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了432.1%，Ag5.0HA的促成骨細(xì)胞分化的能力稍弱于HA。HA和Ag5.0HA都促進(jìn)了礦化結(jié)節(jié)的生成，HA相對于OS對照組的礦化量提高了63.3%，Ag5.0HA相對于OS對照組的礦化量提高了58.8%。HA和Ag5.0HA都對RAW264.7細(xì)胞的細(xì)胞因子TNF-α的分泌有抑制作用，抑制率分別為18.7%和29.1%，Ag5.0HA的抑制程度更顯著。HA對RAW264.7細(xì)胞的細(xì)

5、胞因子IL-6的分泌沒有影響，而Ag5.0HA明顯抑制了IL-6的表達(dá)，抑制率為13.1%。⑵合成了納米HA和鍶摻雜納米HA，實驗結(jié)果表明：合成的材料為納米級實心棒狀，鍶摻雜納米HA的平均直徑為38.6±2.2nm，平均長度為135.3±27.4nm，均低于納米HA。鍶摻雜納米HA生物相容性好，納米HA和Sr5.0HA相對于對照組都促進(jìn)了ALP 的表達(dá)，表現(xiàn)出促成骨細(xì)胞分化的能力， HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了44

6、9.8%，Sr5.0HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了630.8%。Sr5.0HA的促成骨細(xì)胞分化的能力強(qiáng)于HA，ALP表達(dá)量提高了181.0%，說明鍶摻雜能顯著提高成骨細(xì)胞成骨分化的能力。HA和Sr5.0HA具有明顯的促礦化能力，HA相對于OS對照組的礦化量提高了63.3%，Sr5.0HA相對于OS對照組的礦化量提高了136.2%。而Sr5.0HA又比HA的礦化能力提高了72.9%，因此鍶摻雜能提高HA的礦化能力。HA和Sr5.

7、0HA都對RAW264.7細(xì)胞的細(xì)胞因子TNF-α的分泌產(chǎn)生了抑制作用，抑制率分別為18.7%和19.3%。HA對IL-6的分泌沒有影響，沒有顯著性差異，而Sr5.0HA對IL-6的分泌有抑制作用，抑制率為11.3%。⑶合成了納米HA和銀鍶共摻雜納米HA，實驗結(jié)果表明：合成的材料都是納米級實心棒狀，銀鍶共摻雜納米HA的平均直徑和平均長度均低于納米HA，銀鍶共摻雜納米HA的平均直徑為37.0±4.8nm，平均長度為109.1±20.0 n

8、m。不同鍶摻雜比的銀鍶共摻雜納米HA都對E. Coli和S. aureus有抗菌作用，對E. Coli的抑菌圈半徑在約6.6 mm到約6.9 mm之間，大于Ag5.0HA對E. Coli的抑菌圈半徑；對S. aureus的抑菌圈半徑在約6.2 mm到約6.5 mm之間，大于Ag5.0HA對S. aureus的抑菌圈半徑。銀鍶共摻雜HA毒性小，納米HA和Ag5.0Sr5.0HA相對于對照組都促進(jìn)了ALP的表達(dá)，表現(xiàn)出促成骨細(xì)胞分化的能力，

9、 HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了297.1%，Ag5.0Sr5.0HA相對于OS對照組的ALP表達(dá)量提高了451.1%。Ag5.0Sr5.0HA的促成骨細(xì)胞分化的能力強(qiáng)于HA，ALP表達(dá)量提高了154.0%，說明銀鍶摻共摻雜能顯著提高成骨細(xì)胞成骨分化的能力。HA和Ag5.0Sr5.0HA具有明顯的促礦化能力，HA相對于OS對照組的礦化量提高了63.3%，Ag5.0Sr5.0HA相對于OS對照組的礦化量提高了89.9%。而Ag5