多孔钛合金表面生物活性镁涂层改性及其成骨效应研究

基本信息
批准号:51501223
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:李小康
学科分类:
依托单位:中国人民解放军第四军医大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:景达,石磊,万鹏,于晓明,王财儒,杨巍
关键词:
血管生成生物活性涂层骨形成多孔钛合金
结项摘要

Due to its good biocompatibility, mechanical property and characteristics of bone ingrowth, porous titanium alloy become an ideal material for bone replacement and restoration. However, there are also some defects, such as no bioactivity,poor bone ingrowth to the deep place and the unknown vascularization. How to overcome the above shortcomings becomes our focus in this research plan. Magnesium is a revolutionary biodegradable metallic materials which possess multiple biological effects, such as bone conduction, vein induction and anti-infection. But poor corrosion resistance and insufficient mechanical strength limits its application in the field of bone repair. In this project, based on our early study on the porous titanium alloy, the magnesium coating will be prepared by chemical vapor deposition onto the porous titanium alloy. Then, the Micro arc oxidation will be introduced to adjust the degradation rates for the magnesium. The composite material could integrate the mechanical property of titanium alloy and bioactivity of magnesium, which could induct bone and blood vessels to grow into porous structure, promote osseointegration at the interface and reduce implant-related infection. Thus, the porous titanium alloy could be endued with multiple biological effects. After retrieval, no similar design and report could be found at home and abroad. In this study, through experiment on bone defect repair animal models, we mainly focus on the effects and mechanisms on the new bone formation and the vascular ingrowth to this composite materials, while the anti-infective effects will be in preliminary exploration. We hope to provide an ideal new materials for bone repair and reconstruction.

多孔钛合金材料凭借良好的生物相容性、力学特性和骨长入特性成为骨组织替代修复的理想材料,但仍存在无生物活性、深部骨长入不佳和血管生成情况不明等诸多问题。如何对上述缺点加以改进成为多孔钛合金应用领域研究的重点。镁是一种革命性的可降解金属材料,具有促进骨生长、血管诱导和抗感染等多重生物学作用,但抗腐蚀性差、力学强度不足限制了其在骨修复领域的应用。本项目拟在前期多孔钛合金研究的基础上,采用气相沉积的方法将镁涂层制备于多孔钛合金表面及内部,并用微弧氧化的方法对镁涂层的降解速率加以调控,使该复合材料兼具钛合金力学性能和镁金属生物学活性的优势,诱导新骨和血管长入多孔结构,促进界面骨整合。经检索,国内外未见同类设计与报道。本课题通过动物骨缺损模型修复实验,主要聚焦于复合材料对新骨形成及血管长入的影响及其相关机制研究,同时对镁降解形成的抗感染效果展开初步探索,有望为骨修复重建提供理想新材料。

项目摘要

多孔钛合金材料凭借良好的生物相容性、力学特性和骨长入特性成为骨组织替代修复的理想材料,但仍存在无生物活性、深部骨长入不佳和血管生成情况不明等诸多问题。如何对上述缺点加以改进成为多孔钛合金应用领域研究的重点。镁是一种革命性的可降解金属材料,具有促进骨生长、血管诱导和抗感染等多重生物学作用,但抗腐蚀性差、力学强度不足限制了其在骨修复领域的应用。本项目在前期多孔钛合金研究的基础上,采用真空离子镀膜的方法将镁涂层制备于多孔钛合金表面及内部,使该复合材料兼具钛合金力学性能和镁金属生物学活性的优势,诱导新骨和血管长入多孔结构,促进界面骨整合。通过检测制备的涂层具有良好的粒径和很好的涂层粘附。表面化学成分和形貌分别采用X射线衍射和带有激光能谱的扫描电镜进行分析。体外细胞毒性和增殖实验发现钛合金表面镁涂层对于MC3T3-E1细胞具有良好的生物相容性和可降解性。更进一步的体内研究,包括荧光标记,显微CT扫描分析,VG组织学切片染色等实验发现,多孔钛合金镁涂层修饰后能够显著促进兔股骨髁部缺损在4周和8周时的骨修复,比单纯钛合金组具有更好的骨形成和骨整合。因此,多孔钛合金表面生物活性镁涂层修饰可被用于骨植入物,能够有效促进骨形成和骨整合。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021
5

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021

相似国自然基金

1

多孔钛合金孔壁表面力电转换涂层构建及其骨生长响应机制

批准号:51771227
批准年份:2017
负责人:郭征
学科分类:E0103
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
2

钛涂层表面生物功能化及其成骨性能的研究

批准号:31200718
批准年份:2012
负责人:吴晓东
学科分类:C1002
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

抗感染多孔钽的生物活性表层设计及其成骨效应和抗菌机理研究

批准号:51801117
批准年份:2018
负责人:王翠翠
学科分类:E0110
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

钛合金表面羟基磷灰石涂层负载微小RNA诱导成骨机制的研究

批准号:31370970
批准年份:2013
负责人:杨贤金
学科分类:C1002
资助金额:83.00
项目类别:面上项目