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目的:对表面改性镁合金的生物相容性和成骨功能进行初步观察。
方法:家兔股骨内植入未改性Mg-Mn和改性Mg-Mn-zn两种医用镁合金棒,分别于植入后1-8w处死动物,观察镁合金植入对实验动物的全身影响(包括肝、肾功、血电解质变化)及其对股骨局部的骨诱导作用(常规观察、影像学检查、植入体/骨界面组织学观察和骨生长因子BMP-2、TGF-β1免疫组化检测)。
结果:①两种镁合金在体内降解没有造成兔肝功、肾功和血液无机盐成分的异常变化。②植入表面改性合金1w后,无炎症反应,植入体边缘已出现成纤维细胞带和明显的纤维结缔组织。植入2w后,部分区域已形成类骨质。植入3w后,骨小梁连接成片,但排列不规则,破骨细胞散在其中。植入4w后,植入体表面几乎完全被新生骨小梁所占据,骨小梁排列规则,骨化明显。植入未改性合金1w后,界面区有淋巴细胞浸润。植入2w后,炎症反应消失,紧贴植入体表面可见一条连续的成纤维细胞带。植入3w后,植入体处可见少量新生类骨质。植入4w后,植入体表面被新生类骨质占据,骨小梁分布均匀、连接成片,可见密集排列的成骨细胞及骨基质。③BMP-2、TGF-β1免疫组化结果显示,植入未改性及表面改性合金1-2w后,植入体/骨界面区BMP-2、TGF-β1均呈持续的强阳性表达。植入3-4w后,BMP-2、TGF-β1表达逐渐减弱,以第2w时两种植入体界面区值BMP-2、TGF-β1表达最高,与第1w、3w和4w相比均有显著差别(P<0.05)。在植人前3w,表面改性镁合金界面区的BMP-2、TGF-β1表达与未改性合金组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。
结论:表面改性镁合金显著促进了合金表面的早期骨形成和骨整合,表明表面改性镁合金具有较好的的骨组织相容性和骨诱导作用,可能与表面改性镁合金显著引起周围组织中BMP-2、TGF-β1表达增加有关。