钛金属表面微弧氧化/骨形成蛋白控释微球复合涂层的构建及性能研究

复合涂层技术是钛金属种植体表面改性的一种新兴趋势。课题组前期研究已采用新兴的电化学微弧氧化（MAO）技术制备出与钛金属基底结合紧密、含多孔状羟基磷灰石（HAP）的新型钙磷涂层，并证实其具备较好的生物相容性。但涂层中HAP含量只占20-30%，单纯依赖其产生的骨引导作用仍未能达到早期骨整合理想的要求。为进一步提高MAO涂层的生物活性，本项目拟结合多孔状HAP引导骨再生的作用和骨形成蛋白（BMP）对局部功能细胞的生物诱导作用，在钛金属表面MAO涂层的基础上进一步构建MAO/BMP-2复合涂层并引入微球控释技术使BMP-2的作用得到最佳化，同时对MAO/BMP-2控释微球复合涂层的理化、机械及生物学性能进行全面研究，探索理化及生物因素对材料生物活性的影响及协同作用。研究结果将为种植体提供新的复合涂层技术并为探讨骨整合过程中的各种作用机制理论奠定实验基础

复合涂层技术是目前钛金属种植体表面改性的一种新兴趋势。项目组研究了利用微弧氧化（MAO）技术进行表面处理的时间、电解液浓度配比等工艺技术参数,制备出与钛金属基底结合紧密、多孔、具有生物活性成分的钙磷涂层，其孔径范围大致在1.2-1.5μm之间, 体外细胞实验证实该涂层有利于成骨细胞的黏附、增殖与分化，具备一定的生物活性。为进一步提高涂层的骨诱导功能，本项目结合多孔状钙磷涂层引导骨再生的作用和骨形成蛋白（BMP）对局部功能细胞的生物诱导作用，拟在钛金属表面MAO涂层的基础上进一步构建MAO/BMP-2控释复合涂层，采用复乳-溶剂蒸发法制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球包被BMP-2，以使BMP-2的释放得到合理控制。实验中发现在现有工艺条件下，PLGA微球大小不均，容易发生团聚现象，难以渗入MAO涂层的孔隙中，并且BMP-2包封率未能达到理想水平。因此正调整方向向MAO/PGLA薄膜BMP-2控释系统研究。另外，实验中发现BMP-2的控释效果与原有电化学涂层的孔径结构密切相关，受此启发考虑另一种电化学涂层--TiO2纳米管涂层的管径均匀且具有可调节性，因此，项目亦正向此方向扩展。课题组目前已在纯钛表面成功制备出内径范15-80nm之间的TiO2 纳米管阵，纳米管排列整齐，分布均匀，TiO2/ BMP-2薄膜控释复合涂层系统正在研究中。本实验对MAO、MAO/BMP-2控释涂层、TiO2/ BMP-2控释涂层的工艺参数进行了有效的探索，研究结果将为种植体提供新的复合涂层技术并为探讨骨整合过程中的各种作用机制理论奠定实验基础。