在一项新的研究中,来自中国浙江大学医学院附属第二医院和日本山形大学的研究人员测试了一种新的将具有生物活性的磷酸钙/明胶复合材料(CaP/gelatin composites)涂布在钛种植体(titanium implant)上的脲酶制造工艺。相关研究结果发表2013年10月那期Science and Technology of Advanced Materials期刊上,论文标题为“Promotion of osteogenic differentiation of stem cells and increase of bone-bonding ability in vivo using urease-treated titanium coated with calcium phosphate and gelatin”。
由于钛和钛合金具有良好的机械和化学性质、生物相容性、耐蚀性和较低的过敏性,所以它们是用于外科种植体的最为流行的物质。然而,一个缺点在于它们不能与活骨直接地结合,因而需要被生物活性物质包被来改善它们的整合能力。
磷酸钙(calcium phosphate, CaP)和胶原蛋白是自然骨的主要组分,因此由胶原蛋白变形而产生的明胶具有极佳的生物降解性和生物相容性。很多有机-无机复合材料是将它们的每个组分的优势综合在一起,因此由CaP和明胶形成的复合材料可能能够高效地包被钛种植体。
在这项研究中,论文通信作者严伟琪和同事们将微小的2mm x 10mm的CaP/gel/Ti(包被着磷酸钙/明胶复合材料的钛种植体)和CaP/Ti(包被着磷酸钙的钛种植体)棒状体移植到兔子的股骨中,其中利用纯钛棒作为对照试验。在植入后4周和8周,他们发现相比于接受CaP/Ti和纯钛棒移植的这两组兔子,在接受CaP/gel/Ti移植的那组兔子体内,有更多的骨组织在CaP/gel/Ti复合材料的表面上产生。更为重要的是,这种CaP/gel/Ti直接结合到周围的活骨,而不需要借助干预性的软组织层。
研究人员作出结论,利用他们的脲酶工艺制造出的CaP/gel/Ti种植体不仅增加干细胞增殖和分化为骨细胞的能力,而且也提高这种种植体的骨结合能力。这项研究提示着包被着磷酸钙/明胶复合材料的钛种植体在临床关节替换或牙移植中具有巨大的应用潜力。(生物无忧 作者:davidtower)