生物相容的纳米复合物基于酸的颗粒,具有增加的特定表面积和生物可吸收性,用于骨再生医学应用

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 整形外科工程 整形外科工程
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 酸 (HA) 颗粒对于骨缺陷的修复至关重要,但传统的高温烧结HA具有较低的孔隙性和生物吸收性.
• 低温烧结的HA提供了更好的多孔性和生物吸收性,但由于副产品可能具有细胞毒性.
• 需要基于HA的先进生物材料,这些生物材料对骨再生具有最佳的特性.

研究的目的:

• 使用高温烧结HA纳米粉末和生物聚合物矩阵 (花素/花糖或花素/胡卜素) 制造新的酸 (HA) 纳米复合颗粒.
• 评估开发的纳米复合材料颗粒的生物,微观结构,物理化学和机械性能.
• 评估这些新型颗粒作为具有增强生物吸收性的骨组织植入生物材料的潜力.

主要方法:

• 纳米复合材料颗粒的制造使用酸纳米粉 (在1100°C烧结) 和奇托/或奇托/生物聚合物矩阵.
• 使用小鼠前骨质细胞和人类胎儿骨质细胞评估细胞毒性.
• 在模拟体液 (SBF) 中评估阿帕石沉.
• 微观结构参数 (孔度,SSA),机械性能 (斯模量) 和生物降解行为的表征.
• 在实验室中用巨细胞和骨质母细胞进行细胞化研究.

主要成果:

• 开发的纳米复合材料颗粒没有表现出细胞毒性,并且支持细胞粘附.
• 在沉浸在SBF中时诱导了阿帕提特晶体沉,表明生物活性.
• 微观结构性质 (孔径~50%,SSA~30 m2/g) 和模量 (5-8 GPa) 与无骨骨相比较.
• 这些纳米复合材料在酶和酸性环境中表现出对生物降解的敏感性.
• 氧酸纳米颗粒很容易被各种细胞类型的细胞化.

结论:

• 新型HA纳米复合材料颗粒具有出色的生物相容性,生物活性和适合骨再生的机械性能.
• 这些材料表明可调节的生物降解和有效的清除HA纳米颗粒通过细胞化.
• 开发的生物材料显示出作为先进的骨移植替代品具有显著的潜力,具有改善的生物吸收性和骨整合能力.