生物活性水凝胶改性的多孔钛合金支架用于促进骨整合

《Langmuir》：Bioactive Hydrogel-Interface-Modified Porous Titanium Alloy Scaffolds for Enhancing Osseointegration

钛合金植入物因生物惰性导致骨整合效果差，本研究开发镁掺杂明胶大孔水凝胶修饰表面，通过促进细胞粘附增殖及协同镁离子增强成骨血管生成能力，显著提高骨整合效果，为骨折愈合提供新材料平台。

　　

钛合金固有的生物惰性给植入物应用带来了诸多挑战，包括细胞粘附性差、细胞增殖和分化受限，最终阻碍了有效的骨整合。为了解决这一问题，本研究开发了一种含有镁的明胶基大孔水凝胶（Gelatin-Mg）生物活性界面。这种水凝胶改变了多孔钛合金支架的表面特性，通过两种机制增强了骨整合能力：（1）促进细胞在支架表面的粘附和增殖；（2）协同利用镁离子来增强成骨和血管生成能力。这些综合效应使得新骨组织在钛支架内的生长得到显著提升，从而实现了有效的骨整合。该生物活性水凝胶界面具有良好的机械性能、持续的镁离子释放动力学以及优异的生物相容性。在体外细胞实验中，它显著提升了成骨和血管生成的效果。在大鼠骨缺损模型中，与未经改性的支架相比，经过Gelatin-Mg生物活性界面处理的支架表现出更强的骨整合能力。因此，这种生物活性水凝胶界面可以为实现精确且有效的骨整合提供一个可靠的材料平台，为改善骨折愈合效果带来巨大潜力。