多孔镁支架内表面双层纳米结构构建及BMP复合机制

本项目拟研究电化学方法成形多孔镁内表面纳米结构氧化层的构建机制，利用多孔镁内表面氧化层本身和亲水性不同的双层纳米结构同时对镁的降解和BMP复合及释放联合进行化学和结构两方面的调控；要实现多孔镁内表面亲水性不同的双层纳米结构构建，明析电解液成分、电参数等对纳米结构的纳米片厚度、高度、生长速度等影响的动力学响应规律，以及气泡的析出、氢氧等元素的释放和F离子等对镁基体的浸蚀联合控制，以在不影响第一层纳米结构表面基团功能下形成双层纳米结构；深入研究内表面纳米化多孔镁的降解规律，BMP在微纳连续多孔结构、亲水基团弱电结合力联合作用下的复合和缓释规律，以期随着纳米结构的逐渐腐蚀使BMP缓慢释放，露出的亲水基团仍能对BMP的释放控制并有效地吸附成骨细胞，使成骨细胞受微纳米连续多孔结构、BMP缓释激活、亲水基团吸附的多重作用下促进其功能发挥，加快骨修复过程。最终为多孔镁在组织工程领域的应用提供新的思路。

本项目选择铝酸钠、硅酸纳、磷酸钠电解液体系，研究氢氧化钠、氟化钾等作为添加剂对阳极氧化膜层纳米结构的作用，以及电解液浓度变化对膜层生长影响的动力学响应规律（纳米片厚度、高度、生长速率等随电解液浓度变化的动力学关系）；通过电解液成分、添加剂以及相关电参数控制，实现对多孔镁内表阳极氧化过程中气泡的产生及氢、氧的不均匀释放和F离子等对镁基体的侵蚀的联合干预，以实现多孔镁内表面在得到第一层纳米结构并自组装羧基团后纳米结构孔洞向镁基体内部侵蚀形成双层纳米结构；对多孔镁内表面采用扫描电镜等分析表面显微结构，对显微结构处进行EDS和XRD分析研究物相组成，联合显微结构涂层与基体断面分析研究显微结构及纳米结构的形成机理。.并对复合BMP后的内表面纳米化多孔镁与未复合前的进行对比研究，分析复合前后的形貌变化、物相变化，利用扫描电镜、紫外分光光度计、红外光谱等确认复合程度；对盐酸肌溶液、柠檬酸溶液、水浴溶液进行镁离子浓度分析，研究复合BMP过程中镁的腐蚀规律；利用分光光度计等研究复合多孔镁的BMP释放规律；对比无表面纳米结构、单层纳米结构、双层纳米结构的多孔镁，研究单双层纳米结构对BMP的吸附性能，明析双层纳米结构对BMP的吸附及释放的作用规律。.最后利用组织学观测研究骨化标志即材料内钙沉积和胶原纤维生成情况；在骨植入实验中通大体标本观察和组织观察纤维组织及骨长入情况，利用荧光显微镜研究长入骨的活性情况，计算光镜下的成骨面积并统计分析多孔镁、内表面纳米化多孔镁及复合BMP多孔镁之间的差异，明析对骨长入的影响规律。同时研究多孔镁的动物体内降解规律。.本项目计划研究任务已全部完成，并已正式发表论文19篇，其中SCI收录6篇；并申请发明专利2项，培养硕士研究生2名，超额完成项目各项考核指标。