镁、锌和锶离子掺杂硅酸钙涂层成骨行为比较研究

来源期刊：热喷涂技术2016年第1期

论文作者：胡丹丹 李恺 郑学斌

文章页码：31 - 38

关键词：等离子体喷涂;硅酸钙;Mg2+、Zn2+和Sr2+;成骨性能;

摘    要：等离子体喷涂硅酸钙（Ca-Si）涂层中掺入Mg²⁺、Zn²⁺和Sr²⁺能够显著降低生理环境下涂层降解速率并可改善涂层的生物性能。然而,涂层生物性能的提高机理并不明确,尤其是掺入离子的贡献仍缺少直接的证据。本文通过减小涂层表面物理特征差异以及Ca和Si离子释放的干扰,考察Mg²⁺、Zn²⁺和Sr²⁺掺杂对硅酸钙基涂层（Ca₂MgSi₂O₇,Ca₂ZnSi₂O₇和Sr-CaSiO₃）促成骨能力的影响。通过优化工艺参数,获得具有相似粗糙度、结晶度和表面形貌的涂层样品。涂层样品在浸泡过程中释放的Ca和Si离子浓度接近。结果表明,MC3T3-E1细胞在Mg掺杂的涂层表面粘附与增殖最显著。Zn掺杂涂层表面能够显著促进成骨分化早期标记物（COL-I和ALP）基因表达。Sr掺杂涂层表面能够显著促进成骨分化晚期标记物（OPN和OC）基因表达并能诱导矿化骨节大量形成。Mg²⁺、Zn²⁺和Sr²⁺在成骨不同阶段的调控作用能够为骨修复涂层材料设计提供一定的理论基础。