邝冠明李晓吴隽黄德民,吕维加

    (1.深圳市创伤骨科新技术重点实验室，香港大学深圳医院骨科，广东深圳 518053；2.香港大学矫形及创伤外科学系，香港 999077)

    以磷酸钙盐(羟基磷灰石)为主要成分的骨水泥或骨支架材料，具有良好的生物相容性和骨传导性，在骨科和牙科作为骨替代物，获得了认可[1-3]。但是，这类材料缺乏骨诱导性，不能诱导周围组织成骨。因此，近年来研究者通过多种方法改良，使其获得骨诱导性。其中一种策略就是在材料中整合具有一定成骨能力的有机或无机因子。

    通过化学或物理的方法，将具有一定成骨活性的金属离子，部分置换磷酸钙盐里的钙离子，以改善这类骨支架材料的成骨诱导活性。由于锶离子和钙离子处于元素周期表的同一族，因此，两种离子互相置换在化学上是可行的。另外，锶离子是人体的微量元素，具有独一无二的双重作用，不仅能增加成骨细胞相关的基因表达以及碱性磷酸酶活性，同时也能抑制破骨细胞的分化[4-6]。

    目前，在磷酸钙材料中掺锶的方法主要有两大类：一种是通过高温结晶的方法，将锶离子掺入磷酸钙反应体系，生成掺锶的羟基磷灰石。这类方法制作出来的材料结晶度高，溶解度低，几乎不降解，锶离子释放有限[7]；另外，这类掺锶材料常以块状，颗粒状成型。如果需要加工成可塑形的骨水泥材料，则要将其研磨成粉状，然后通过聚合反应来达到固化塑形的目的；但聚合反应有发热、释放有毒单体等不良反应[8]。另一种是通过类似传统磷酸钙骨水泥的水化/沉淀法，将有一定溶解度的锶盐(如氯化锶、碳酸氢锶、硫酸氢锶等)与磷酸盐混合，形成粉体相，然后再与液体相(水或者磷酸盐溶液等)混合，形成超饱和溶液，最终沉淀生成热力学最稳定状态的羟基磷灰石。由于锶离子和钙离子处于元素周期表的同一族，有相似的化学特性，在离子沉淀过程中，锶离子与钙离子会竞争位点，形成掺锶的羟基磷灰石该方法在常温下进行，但沉淀速度慢，固化时间长不能完全满足临床要求[9]。

    既往研究[10]提示，在磷酸钙骨水泥体系中添加柠檬酸能加快骨水泥的固化反应，这是因为在反应过程中，柠檬酸的羧基能与钙离子或化学性质类似的二价金属离子螯合，形成螯合产物。因此，本研究将尝试在液体相中添加柠檬酸，在粉体相中添加锶盐通过离子螯合的方法，制备出不同锶/钙比例的磷酸锶钙骨支架。考虑到这种方法制备出来的骨支架的细胞毒性尚未明确，因此本研究将检测掺锶对磷酸锶钙骨支架体外细胞毒性的影响。

    1 材料与方法

    1.1 材料准备

    骨支架原始反应物分为粉体相和液体相。其中液体相为20wt%的柠檬酸和12wt%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP K-30)的混合液 ......