文獻解讀 | 在Mg-Ca-Zn-Ag合金上構建氫氧化鎂氧化石墨烯羥基磷灰石復合涂層抑制細菌感染和促進骨再生
2022年3月3日，四川省骨科醫院Shen Hai、布加勒斯特理工大學材料科學與工程學院Antoniac Vasile Iulian和四川大學國家生物材料工程技術研究中心Xiangdong Zhu及其團隊聯合在《Bioactive Materials》上發表題為“Construction of a magnesium hydroxide/graphene oxide/hydroxyapatite composite coating on Mg–Ca–Zn–Ag alloy to inhibit bacterial infection and promote bone regeneration”的文章，提供了一種有前景的具有良好耐腐蝕性、抗菌能力和成骨活性的多功能鎂基植入物表面改性策略。
在這篇文章中，云克隆試劑盒【Ⅰ型前膠原氨基端原肽(PINP)檢測試劑盒(酶聯免疫吸附試驗法)，SEA957Ra】受到科研工作者的認可，榮登優秀國際期刊。
研究簡介
鎂（Mg）及其合金作為新一代醫用金屬材料，因其具有生物降解能力和對天然皮質骨的閉合彈性模量而備受關注。與不銹鋼、鈦和鈦合金等傳統的永久性金屬植入物相比，鎂基植入物可以避免二次手術和應力屏蔽的缺點。更重要的是，鎂離子可以通過調節骨生物礦化和促成骨免疫微環境的形成來促進骨再生和加速骨折愈合。然而，鎂基種植體在生理條件下的快速降解會產生大量氫氣，導致種植體機械強度呈指數下降、骨愈合受損和內固定失敗。此外，在組織修復過程中，細菌可能會在種植體表面粘附和定植，迅速增殖并最終形成致密的細菌膜，大大抑制抗生素的殺傷作用，阻礙后續的成骨，從而導致種植體失敗。因此，開發具有良好耐腐蝕性、抗菌能力和成骨活性的多功能鎂基植入物對于滿足復雜的臨床需求是非?？扇〉?。
研究表明，通過堿熱處理在純Mg表面原位制備Mg(OH)2納米片涂層，顯著增強基體材料的耐腐蝕性和抗菌能力；化學成分與天然骨組織的無機成分相似的磷酸鈣（CaP）基涂層是最常用和研究的生物活性涂層，以提高鎂合金的抗腐蝕性能；氧化石墨烯（GO）由于其獨特的二維網絡結構、豐富的化學官能團和較大的比表面積，被認為是一種理想的用于表面涂層增強的納米級填料。因此，Mg(OH)2、CaP 和 GO 的組合可能是在鎂合金表面構建具有優異耐腐蝕性、成骨活性和抗菌能力的功能性復合涂層的合適方法。
首先，根據作者先前研究選擇性能最佳的Mg-0.8Ca–5Zn-1.5Ag (ZQ71)合金作為靶材，并使用氫氧化鈉溶液進行水熱處理，在其表面原位制備了 Mg(OH)2 涂層（命名為 ZQ71-H）。其次，應用電泳沉積在 ZQ71-H 表面生成 GO 層（命名為 ZQ71-HE）。最后，通過電化學沉積在ZQ71-HE表面構建了羥基磷灰石（HA）復合涂層（命名為ZQ71-HEP）。具有高結合強度和納米級形貌的復合涂層顯著增強了ZQ71合金的耐腐蝕性并降低了降解速率。使用 MC3T3-E1 細胞進行的體外細胞培養表明，復合涂層改性的 ZQ71 合金（ZQ71-HEP）比 ZQ71 具有更高的細胞活力和成骨相關基因的基因表達水平。此外，在 ZQ71-HEP 上觀察到對革蘭氏陽性菌（金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性菌（大腸桿菌）的抗菌活性增強。體內植入后，與 ZQ71 組和對照組相比，ZQ71-HEP 在正常和感染環境中均表現出優異的殺菌作用和促成骨作用。
綜上所述，作者的研究為開發具有良好耐腐蝕性、抗菌能力和成骨活性的多功能鎂基植入物提供了一種有前景的表面改性策略，并擴大了鎂基材料的生物醫學應用。
