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构建氢氧化镁氧化石墨烯羟基磷灰石复合涂层抑制细菌感染和促进骨
发布日期:2022-04-29 17:06   来源:未知   阅读:

  原标题:构建氢氧化镁氧化石墨烯羟基磷灰石复合涂层抑制细菌感染和促进骨再生

  在这篇文章中,云克隆试剂盒【Ⅰ型前胶原氨基端原肽(PINP)检测试剂盒(酶联免疫吸附试验法),SEA957Ra】受到科研工作者的认可,荣登优秀国际期刊。

  镁(Mg)及其合金作为新一代医用金属材料,因其具有生物降解能力和对天然皮质骨的闭合弹性模量而备受关注。与不锈钢、钛和钛合金等传统的永久性金属植入物相比,镁基植入物可以避免二次手术和应力屏蔽的缺点。更重要的是,镁离子可以通过调节骨生物矿化和促成骨免疫微环境的形成来促进骨再生和加速骨折愈合。然而,镁基种植体在生理条件下的快速降解会产生大量氢气,导致种植体机械强度呈指数下降、骨愈合受损和内固定失败。此外,在组织修复过程中,细菌可能会在种植体表面粘附和定植,迅速增殖并最终形成致密的细菌膜,大大抑制抗生素的杀伤作用,阻碍后续的成骨,从而导致种植体失败。因此,开发具有良好耐腐蚀性、抗菌能力和成骨活性的多功能镁基植入物对于满足复杂的临床需求是非常可取的。

  研究表明,通过碱热处理在纯Mg表面原位制备Mg(OH)2纳米片涂层,显著增强基体材料的耐腐蚀性和抗菌能力;化学成分与天然骨组织的无机成分相似的磷酸钙(CaP)基涂层是最常用和研究的生物活性涂层,以提高镁合金的抗腐蚀性能;氧化石墨烯(GO)由于其独特的二维网络结构、丰富的化学官能团和较大的比表面积,被认为是一种理想的用于表面涂层增强的纳米级填料。因此,Mg(OH)2、CaP 和 GO 的组合可能是在镁合金表面构建具有优异耐腐蚀性、成骨活性和抗菌能力的功能性复合涂层的合适方法。

  首先,根据作者先前研究选择性能最佳的Mg-0.8Ca–5Zn-1.5Ag (ZQ71)合金作为靶材,并使用氢氧化钠溶液进行水热处理,在其表面原位制备了 Mg(OH)2 涂层(命名为 ZQ71-H)。其次,应用电泳沉积在 ZQ71-H 表面生成 GO 层(命名为 ZQ71-HE)。最后,通过电化学沉积在ZQ71-HE表面构建了羟基磷灰石(HA)复合涂层(命名为ZQ71-HEP)。具有高结合强度和纳米级形貌的复合涂层显著增强了ZQ71合金的耐腐蚀性并降低了降解速率。使用 MC3T3-E1 细胞进行的体外细胞培养表明,复合涂层改性的 ZQ71 合金(ZQ71-HEP)比 ZQ71 具有更高的细胞活力和成骨相关基因的基因表达水平。此外,在 ZQ71-HEP 上观察到对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抗菌活性增强。体内植入后,与 ZQ71 组和对照组相比,ZQ71-HEP 在正常和感染环境中均表现出优异的杀菌作用和促成骨作用。

  综上所述,作者的研究为开发具有良好耐腐蚀性、抗菌能力和成骨活性的多功能镁基植入物提供了一种有前景的表面改性策略,并扩大了镁基材料的生物医学应用。