目的:评估羟基磷灰石涂层镁基(HA-Mg)青光眼引流片植入兔眼后的安全性和有效性。方法:使用配对比较法将12只SPF级3～4月龄新西兰白兔随机分为HA-Mg引流片植入组和小梁切除术组，每组6只，均取右眼进行相应操作；12只左眼均不行任何操作，作为正常对照组。术后1、3、5个月，采用裂隙灯显微镜及前置镜观察术后各组眼部情况；采用超声生物显微镜检查引流片于前房与结膜下间隙固定情况。术后5个月，采用角膜内皮细胞计数仪测量HA-Mg引流片植入组角膜内皮细胞数量；术前和术后每周采用Tonopen眼压计测量眼压，连续监测21周；采用锥虫蓝前房注入法验证房水引流通道通畅性；采用苏木精－伊红染色法评估HA-Mg引流片完全降解后房水引流通道与周围组织情况。结果:术后实验兔均未出现全身及眼部异常或不良反应，6枚HA-Mg引流片均于术后约4个月完全降解，4枚引流片位置固定良好，2枚引流片出现少量旋转移位，无引流片落入前房；术后5个月，HA-Mg引流片植入组和正常对照组角膜内皮细胞数量分别为(2 535.2±274.4)和(2 521.0±175.8)个，差异无统计学意义( t＝0.073， P＝0.857)。手术前后不同时间点各组眼压总体比较，差异均有统计学意义( F组别＝26.409， P<0.001； F时间＝7.843， P<0.001)，其中小梁切除术组和正常对照组术后不同时间点眼压均高于HA-Mg引流片植入组，HA-Mg引流片植入组术后不同时间点眼压均低于术前，差异均有统计学意义(均 P<0.05)。引流通道通畅性实验发现，HA-Mg引流片植入术后5个月，蓝色染色剂仍可从前房引流到结膜下。术后6个月引流片已完全降解，巩膜层间可见线状房水引流通道及虹膜前粘连，各组织均未见明显炎性细胞浸润。 结论:HA-Mg引流片植入兔眼后可有效降低眼压，安全性较好。

背景:微弧氧化技术能够有效地将生物活性元素掺杂到金属表面,提高生物医用金属材料的抗菌性能和抗炎性能,因此该技术已成为生物医用材料的研究热点之一.目的:重点介绍微弧氧化技术及其与其他表面改性技术联合应用制备植入物表面涂层的抗菌性能和抗炎性能.方法:以"微弧氧化,抗炎性能,抗菌性能,金属植入物"为中文检索词检索中国知网和万方数据库,以"micro-arc oxidation、antibacterial properties,anti-inflammatory properties,metal implants"为英文检索词检索PubMed数据库,检索时间范围为1996年1月至2022年12月,根据纳入和排除标准初筛后,最后保留89篇文献进行归纳总结.结果与结论:微弧氧化陶瓷层提高了钛、镁等合金的抗菌性能和抗炎性能,联合其他表面改性技术有效解决了孔隙对合金表面性能的影响,进一步提高了氧化膜的生物学性能,在骨科和牙科等领域有着广泛的应用前景.目前研究多局限于金属涂层,而且大部分研究集中在银、铜等具有良好抗菌性能的金属元素,仅有少数研究提到氧化石墨烯、羟基磷灰石和壳聚糖等非金属涂层,未来可以对无机物涂层和高分子涂层进行广泛研究,也可采取更多种不同生物活性元素的组合来提高抗菌性能.目前微弧氧化技术所制备的植入体涂层炎症研究多局限于免疫系统,且集中在巨噬细胞,而其对于中性粒细胞、血小板等的研究稀缺,未来需联合应用多种先进技术手段探究微弧氧化涂层对其他免疫细胞和炎症细胞的具体影响.

背景:在众多金属植入物表面改性技术中,微弧氧化技术因操作方便、成本低且能有效调整表面涂层的微观结构和元素而得到广泛关注.目的:总结微弧氧化技术在不同材料表面制备氧化涂层的理化性能及生物活性的研究进展.方法:应用计算机检索PubMed和Web of Science数据库中有关于微弧氧化技术对医用金属生物活性影响的文献,英文检索词为"MAO、micro-arc oxidation、osseointegration、mechanical property、biological activity、angiogenesis、fibrogenesis",检索时间范围是2016年1月至2022年12月.根据纳入与排除标准,最终纳入82篇文献进行综述.结果与结论:微弧氧化技术是一种极具潜力的表面改性技术,可以极大提高种植体植入的成功率,也可以广泛应用于其他领域,具体原因如下:①微弧氧化技术在材料表面形成特殊多孔形貌,可以优化其耐磨性、耐腐蚀性等机械性能,降低镁合金的降解速率;②微弧氧化技术可以通过在材料多孔形貌中掺入锶、羟基磷灰石和其他金属或非金属物质,辅助提高其成骨分化、血管生成、纤维生成等生物活性,改善钛和钛合金生物惰性的缺点.

背景:前期研究利用电磁感应沉积法在碳/碳复合材料表面成功制备了含镁的羟基磷灰石涂层,分析了不同感应沉积时间对含镁羟基磷灰石涂层形貌的影响.目的:进一步探讨碳/碳复合材料表面掺镁羟基磷灰石涂层的体外性能.方法:在碳/碳复合材料表面分别制备羟基磷灰石涂层(对照组)与掺镁羟基磷灰石涂层(实验组).①体外溶解性:将含两种涂层的碳/碳复合材料分别浸泡于DMEM低糖培养基中,检测浸泡前后的涂层表面形貌、离子浓度及涂层结合力;②细胞相容性:将含两种涂层的碳/碳复合材料分别与小鼠骨髓间充质干细胞共培养6 d,扫描电镜观察细胞增殖.结果与结论:①浸泡1 d后,两组涂层表面已有沉积物形成,实验组涂层表面沉积物多于对照组;浸泡6 d后,实验组涂层表面被沉积物完全覆盖,对照组涂层表面沉积物还有部分空隙存在.浸泡6 d后,两种涂层表面沉积物含有钙和磷元素,且实验组涂层表面新生涂层的镁离子含量明显高于对照组;②浸泡6 d后,对照组涂层表面的钙、磷、镁离子浓度逐渐降低;实验组涂层表面的钙、磷离子浓度逐渐降低,镁离子浓度逐渐升高,且实验组涂层表面镁离子浓度高于对照组(P < 0.05);③实验组浸泡前及浸泡6 d后的涂层结合力均高于对照组(P < 0.05);④实验组表面骨髓间充质干细胞的增殖能力强于对照组;⑤结果表明,掺镁羟基磷灰石涂层具有较好的结合力与细胞相容性.

背景:目前临床大量需求的自体骨存在来源不足、供骨区并发症等问题,而同种异体骨和异种骨存在免疫排斥、疾病传播等问题,应用受到限制,人工骨修复材料为骨缺损修复提供了重要解决途径.目的:综合叙述锌、镁这2种二价阳离子掺杂羟基磷灰石的国内外最新基础研究进展及成骨诱导机制.方法:检索PubMed数据库、万方数据知识服务平台及CNKI中国期刊全文数据库2006至2019年收录的有关Zn、Mg增强羟基磷灰石骨修复材料生物活性及成骨诱导相关研究的文章,检索词为"锌,镁,羟基磷灰石,体内,体外,成骨活性,骨修复,骨缺损;Zinc,magnesium,hydroxyapatite,in vivo,in vitro,osteogenic activity,bone repair,bone defect".结果与结论:尽管可降解活性元素Mg和Zn及其在羟基磷灰石基骨修复材料上的应用有较多研究,但研究目前仍然主要集中在金属或合金植入体方面,对于Mg-羟基磷灰石和Zn-羟基磷灰石复合材料的研究也大多制备成纳米颗粒、致密块体材料或作为生物医用金属材料的活性涂层来应用,关于将Mg和Zn元素与羟基磷灰石功能复合制备成仿骨结构多孔骨修复材料方面的研究还很少.同时金属离子材料仍面临许多挑战:首先,当特定金属从支架、植入物或其他释放装置中局部释放时,需要深入了解它们在健康和病变组织的细胞调控和细胞-细胞信号传导中的作用;其次,大量的体内实验证实金属离子可以从支架局部释放而不会产生全身毒性,但有致癌效应;此外还需要有更广泛的知识,了解将支架改善的生物学性能与金属离子释放效应联系起来的机制.

目的 研究纯镁植入体经超声微弧氧化-聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA/nHA)-纳米羟基磷灰石(PLGA/nHA)复合涂层处理后在动物体内的降解和骨结合情况.方法 将纯镁植入体进行超声微弧氧化,在其表面加载PLGA/nHA复合涂层,分为A组和B组,将其植入兔下颌骨,植入后2、4、8、12周处死,进行CBCT、Micro CT、扭力试验和扫描电镜检测.结果 CBCT观察螺钉周围骨密度B组大于A组.Micro CT测量镁螺钉和接骨板剩余体积B组大于A组.扭力试验测量骨结合强度B组大于A组(P<0.05).扫描电镜观察4周和8周时,B组较A组涂层降解少、植入体周围新生骨多,能谱分析植入体周围Ca、P元素B组比A组多.结论 纯镁超声微弧氧化表面载入PLGA/nHA复合涂层,可以延缓纯镁的降解速率,促进骨结合.

目的 研究可吸收镁合金螺钉应用于寰枢椎脱位固定的可行性.方法 选用WE43型镁合金,设计4种不同螺纹形式(三角形、矩形、梯形、锯齿形)镁合金螺钉,对螺钉-聚氨酯试验块模型、寰枢椎固定系统模型进行有限元仿真分析,获得模型上的应力分布和位移分布.结果 按照ASTM F543标准对镁合金螺钉进行拔出力仿真分析,三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹螺钉上的应力分别为146.20、185.22,194.98,264.55 MPa,即三角形螺纹螺钉的抗拔出力最大,且应力峰值最小;用三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定可以满足颈部屈伸、旋转、侧倾所需的强度要求;在三角形螺纹螺钉表面喷涂羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层后,螺钉上应力峰值降低了17.16 MPa,涂层上的应力在涂层与基体的结合强度范围内.结论 在相同载荷条件下,三角形螺纹螺钉具有较好的稳定性,抗拔出力性能最佳;使用热处理后的三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定,螺钉强度满足承载要求;在螺钉表面喷涂HA涂层,可优化螺钉的力学性能,并且涂层与螺钉之间有良好的结合强度.

镁合金由于其优异的生物相容性、生物力学特性及生物活性特征,成为新一代人体植入材料的研究热点.但是镁合金在体内过快的生物降解速率限制其临床应用,表面改性是一项具有针对性的优化镁合金降解速率的策略.目前,用于镁合金的生物涂层材料有多种,其中正磷酸钙由于在机体中具有良好的生物耐受性,可作为镁合金涂层以延缓其生物降解.本文旨在总结生物医用镁合金的特点、磷酸钙涂层材料的进展,分析镁合金表面经涂层改性后的优势和存在的主要问题,并对今后应用于临床的发展做一展望.

目的 探讨镁合金螺钉及羟基磷灰石涂层镁合金螺钉在治疗下胫腓联合损伤时在力学特性上是否与钛合金螺钉存在差异.方法 参照市售治疗下胫腓联合损伤的钛合金螺钉制作相同规格的镁合金螺钉及羟基磷灰石涂层镁合金螺钉,取3种不同材质的螺钉(镁合金螺钉、羟基磷灰石涂层镁合金螺钉和钛合金螺钉),分成3组,即镁合金螺钉组、羟基磷灰石涂层镁合金螺钉组(简称羟基磷灰石涂层组)和钛合金螺钉组.将3种不同材质同种规格(直径2.7 mm×长30.0 mm、直径3.5 mm×长45.0 mm、直径4.5 mm×长45.0 mm)的螺钉分别进行最大扭矩和断裂扭转角实验、轴向拔出力实验、旋动扭矩(旋入、旋出)实验.结果 最大扭矩和断裂扭转角实验:镁合金螺钉及羟基磷灰石涂层镁合金螺钉的最大扭矩小于钛合金螺钉,差异有显著统计学意义(2.7 mm×30.0 mm:镁合金螺钉组0.28 N·m±0.01 N·m,羟基磷灰石涂层组0.30 N·m±0.02 N·m,钛合金螺钉组 1.39 N·m±0.01 N·m.H=20.607,P=0.000＜0.01.3.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组0.63 N·m±0.03 N·m,羟基磷灰石涂层组0.66 N·m±0.03 N·m,钛合金螺钉组2.81 N·m±0.05 N·m.F=11 738.224,P=0.000＜0.01.4.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组 1.16 N·m±0.02 N·m,羟基磷灰石涂层组 1.16 N·m±0.04 N·m,钛合金螺钉组5.52 N·m±0.07 N·m.F=29 111.916,P=0.000＜0.01);而最大断裂扭转角在螺钉直径为2.7 mm时,差异无统计学意义(2.7 mm×30.0 mm:镁合金螺钉组221.20°±7.67°,羟基磷灰石涂层组224.39°±8.30°,钛合金螺钉组224.70°±1.95°.H=0.863,P=0.649＞0.05);而当螺钉直径增加至3.5 mm、4.5 mm时,扭转角明显小于钛合金组,差异有显著统计学意义(3.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组125.00.±11.60°,羟基磷灰石涂层组128.00°±3.30°,钛合金螺钉组 138.20°±4.73°.H=20.979,P=0.000＜0.01.4.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组 135.00°±6.68°,羟基磷灰石涂层组134.90.±2.85°,钛合金螺钉组185.30°±13.53°.H=19.560,P=0.000＜0.01).轴向拔出力实验:镁合金螺钉和羟基磷灰石涂层镁合金螺钉轴向拔出实验最大载荷与钛合金螺钉轴向拔出实验最大载荷基本相当,差异无统计学意义(2.7 mm×30.0 mm:镁合金螺钉组297.40 N±17.80 N,羟基磷灰石涂层组291.40 N±7.11 N,钛合金螺钉组297.50 N±8.96 N.H=3.248,P=0.197＞0.05.3.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组 364.30 N±23.34 N,羟基磷灰石涂层组358.20 N±8.84 N,钛合金螺钉组 364.70 N±23.69 N.F=0.336,P=0.717＞0.05.4.5 mm x 45.0 mm:镁合金螺钉组475.60 N±39.37 N,羟基磷灰石涂层组 469.70 N±23.24 N,钛合金螺钉组 490.30 N±8.62N.H=4.197,P=0.123＞0.05),失效方式均为材料失效.旋动扭矩(旋入、旋出)实验:镁合金螺钉和羟基磷灰石涂层镁合金螺钉旋入扭矩、旋出扭矩与钛合金螺钉旋入扭矩、旋出扭矩基本相当,差异无统计学意义(旋入实验,2.7 mm x 30.0 mm:镁合金螺钉组0.07 N·m±0.01 N·m,羟基磷灰石涂层组 0.08 N·m±0.01 N·m,钛合金螺钉组 0.08 N·m±0.01 N·m.F=0.617,P=0.547＞0.05.3.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组0.15 N·m±0.02 N·m,羟基磷灰石涂层组0.08 N·m±0.01 N·m,钛合金螺钉组0.08 N·m±0.02 N·m.F=0.559,P=0.578＞0.05.4.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组 0.27 N·m±0.01 N·m,羟基磷灰石涂层组0.27 N·m±0.02 N·m,钛合金螺钉组 0.27 N·m±0.03 N·m.H=3.142,P=0.208＞0.05.旋出实验,2.7 mm x 30.0 mm:镁合金螺钉组0.06 N·m±0.01 N·m,羟基磷灰石涂层组0.06 N·m±0.01 N·m,钛合金螺钉组0.06 N·m±0.01 N·m.F=0.368,P=0.696＞0.05.3.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组0.12 N·m±0.02 N·m,羟基磷灰石涂层组0.13 N·m±0.02 N·m,钛合金螺钉组 0.11 N·m±0.02 N·m.F=1.429,P=0.257＞0.05.4.5 mm×45.0 mm:镁合金螺钉组 0.20 N·m±0.02 N·m,羟基磷灰石涂层组 0.20 N·m±0.01 N·m,钛合金螺钉组 0.18 N·m±0.04 N·m.H=2.653,P=0.268＞0.05).结论 镁合金螺钉和羟基磷灰石涂层镁合金螺钉与钛合金螺钉在最大扭矩和断裂扭转角之间有差异,但这并不影响在实际当中的应用.在轴向拔出和旋入与旋出扭矩之间均无明显差异,可以认为镁合金螺钉和羟基磷灰石涂层镁合金螺钉作为骨科植入物在治疗下胫腓联合损伤时可以达到与钛合金螺钉相同的固定效果,且镁合金螺钉及羟基磷灰石涂层镁合金螺钉的可降解性、与骨更相近的弹性模量及还可进一步促进骨折的愈合使其在治疗下胫腓联合损伤更具有优越性.