【摘要】：在純鎂表面制備植酸和硅烷有機(jī)改性膜層,考察改性鎂的溶血性和細(xì)胞毒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性材料的溶血率出現(xiàn)明顯下降,純鎂表現(xiàn)為57.39%,而植酸改性鎂表現(xiàn)為4.28%,硅烷改性鎂表現(xiàn)為0.87%,經(jīng)過改性的鎂的溶血率符合生物材料的要求。植酸改性鎂浸提液對(duì)成骨細(xì)胞的毒性在1 d后表現(xiàn)為2級(jí)有毒,3和5 d后分別為2級(jí)無毒和1級(jí)無毒;1 d的毒性不能滿足生物材料的要求。硅烷改性鎂浸提液對(duì)成骨細(xì)胞的毒性在1和3 d后表現(xiàn)均為1級(jí)無毒,而且在5 d后為0級(jí),表現(xiàn)出對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的促進(jìn)作用。
【圖文】：

鴕跣?對(duì)照組。每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔，取生長(zhǎng)融合后的細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)組用浸提液配制成2．5×105/mL的細(xì)胞懸液，陰性對(duì)照組用DMEM培養(yǎng)基配制成2．5×105/mL的細(xì)胞懸液，并按每孔100μL的標(biāo)準(zhǔn)接種于96孔板;在培養(yǎng)24，72和120h后加入10μL濃度5g/L的MTT溶液繼續(xù)培養(yǎng)4h，棄去培養(yǎng)液，加入100μL二甲基亞砜振蕩10min，后用紫外分光光度計(jì)在570nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度，并根據(jù)如下公式計(jì)算細(xì)胞的相對(duì)增值率ＲGＲＲGＲ(%)=實(shí)驗(yàn)組平均吸光度值陰性對(duì)照組平均吸光度值×100%3結(jié)果與討論3．1表面形貌表征及其機(jī)理分析圖1為兩種改性試樣的表面形貌和成分分析，可以看出兩種膜的成分分別為Mg、O、C、P和C、O、Mg、Si，其中植酸特征元素P和硅烷特征Si、N證明了兩種改性膜的成功制備。從形貌圖上可以看到硅烷膜比較均勻致密(圖1(b))，而植酸膜層上分布著的細(xì)小顯微裂紋(圖1(a))，可能是轉(zhuǎn)化處理中析氫或者是膜層在空氣中干燥脫水造成的顯微裂紋，這些裂紋在一定程度上影響了改性試樣的耐腐蝕性能。圖1植酸轉(zhuǎn)化膜和硅烷轉(zhuǎn)化膜SEM-EDS圖Fig1SEM-EDSanalysisofphyticacidandsilanemodifiedpuremagnesium3．2血液相容性分析各組材料的溶血率見表1。陰性對(duì)照組的吸光度小于0．03，陽性對(duì)照組的吸光度在(0．8±0．3)范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)ISO10993．4:2002的要求。由表1可以看出，沒有經(jīng)過改性的純鎂的溶血率高達(dá)57．39%;而經(jīng)過植酸和硅烷改性處理試樣的溶血率則分別下降為4．28%和0．87%，二者均符合生物材料溶血率小于5%的要求［22］。喬麗英等:表面有機(jī)改性純鎂的體外生物相容性分析24049

表1溶血率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table1Theresultsofhemolysis樣品陰性陽性純鎂植酸改性鎂硅烷改性鎂平均吸光度0．00531．07520．61930．05110．0146溶血率/%——57．394．280．87在制備浸提液時(shí)發(fā)現(xiàn)，，純鎂在生理鹽水中浸泡24h后，表面發(fā)生了明顯的腐蝕，形成了較深的腐蝕裂紋(見圖2(a))，浸提液呈現(xiàn)渾濁;而經(jīng)過植酸改性的試樣表面植酸膜原有的裂紋略有加深(圖2(b))，硅烷改性處理的試樣則無明顯的改變(圖2(c))，它們的浸提液澄清，說明兩種改性處理明顯提高了純鎂的抗腐蝕性能，而硅烷改性的試樣具有最高的腐蝕抗力，也對(duì)應(yīng)表現(xiàn)出最低的溶血率。圖2生理鹽水浸泡24h后試樣的表面形貌Fig2SEMmicrographsofsamplesafterimmersedinnormalsalinefor24h本文采用和材料充分接觸的浸提液來與新鮮血液接觸，檢測(cè)由材料釋放的各種離子對(duì)血紅蛋白的溶血作用。實(shí)驗(yàn)中不同腐蝕速率的材料對(duì)應(yīng)不同的溶血率，我們推測(cè)在浸提液中的Mg2+離子濃度過高時(shí)，與之接觸的紅細(xì)胞會(huì)由于細(xì)胞壁兩邊的滲透壓不同而出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。由此，要改善材料的血液相容性則必須控制鎂材料的降解速度。3．3細(xì)胞毒性分析表2給出了材料浸提液與成骨細(xì)胞接觸的MTT測(cè)試結(jié)果，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加，實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞增值率呈增加趨勢(shì)，毒性逐漸降低。表2細(xì)胞毒性的MTT測(cè)試結(jié)果Table2TheresultofMTTtestofosteoblasts材料1d3d5dＲGＲ/%級(jí)別ＲGＲ/%級(jí)別ＲGＲ/%級(jí)別陰性對(duì)照組100．00—100．00—100．00—植酸改性鎂64．71275．06284．421硅烷改性鎂85．29184．751103．140在MG63接種1d后，植酸改性鎂的細(xì)胞相對(duì)增值率為64．71%，ＲGＲ毒性為2級(jí)，結(jié)合細(xì)胞形態(tài)(圖3(a1)、(b1))，該組貼壁的細(xì)胞比陰性組少，且有50%左右為圓形，不符合生物材料安全性的要求;硅烷改性鎂?

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