锰离子掺杂的助烧结作用2023-04-12 08:44:21
BARRIONI等用摩尔比4.4%的氧化锰代替58S生物活性玻璃中的氧化钙,研究发现含锰生物活性玻璃对人骨髓间充质干细胞无细胞毒性作用,并能持续释放锰离子,从中释放的锰离子能够促进人骨髓间充质干细胞的成骨分化与矿化,锰离子掺入为获得具有优异骨再生性能的材料提供了帮助。张卓俊采用氯化锰作为锰源制备了锰离子掺杂β-磷酸三钙的材料,通过检测表明锰离子掺杂会使材料粉体颗粒之间黏结作用加强,出现烧结颈,该现象证明了锰离子掺杂的助烧结作用;随着锰离子掺杂浓度的提高,β-磷酸三钙生成温度会降低,证明锰离子掺杂可以增强β- 磷酸三钙的热稳定性。ZHAO等制备出锰-二氧化钛微孔生物涂层,实验发现该涂层促进了MC3T3-E1细胞的黏附、增殖和分化,并且能促进早期骨整合;经过初步研究发现,该涂层可以在体外抑制大肠杆菌的生长,显示出可靠的抗菌能力。WESTHAUSER等通过研究不同浓度的锰掺杂介孔生物活性玻璃纳米颗粒,结果显示,低浓度锰离子掺杂时,骨髓间充质干细胞显示出显著的成骨特性,但随着浓度的增加,纳米颗粒促进成骨的能力减弱,并且开始抑制细胞的活性和增殖。孙元艺通过低温沉积3D打印技术制备出聚乳酸/二氧化锰复合支架,测试发现复合支架降解产物的主要成分——低浓度锰离子,在成骨分化过程的早期与中后期都具有成骨活性,能诱导矿化结节的产生。
锰离子促进成骨的机制和在人体内的代谢途径尚未达成共识,且其在材料中的应用比例带来的一系列问题还未解决。相应浓度的锰离子具有促进成骨的作用,但有研究显示人体摄入过量的锰离子会损伤神经系统。近年来,将锰离子应用于骨组织工程的研究相对较少,锰离子的作用机制和功能缺少大量实验验证,其临床应用还需进一步探索。
出自《金属离子在骨组织工程中的应用》作者高雪钰,张文涛,孙天泽。