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人工关节的骨溶解(磨屑病)是导致人工假体松动的主要原因。利用稀土离子抑制破骨细胞的活性将会有效地防治骨溶解的产生。本文利用激光熔覆技术对生物医用金属材料(Ti-6Al-4V)表面进行改性处理,制备出含有稀土的Ca-P生物陶瓷涂层,利用涂层在生理环境中析出的稀土离子来达到防治骨溶解的目的。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、等离子质谱仪(ICP-AES)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪、MTT比色法、倒置荧光显微镜,TRAP染色法等检测手段分别对Ca-P生物陶瓷涂层结合界面、微观形貌、稀土离子析出规律、物相、显微硬度、生物活性以及稀土离子浓度对破骨细胞活性抑制作用的规律进行了研究,并获得了以下结论: (1)探究了不同La2O3掺杂量及不同钙磷比对激光熔覆Ca-P陶瓷涂层组织性能与生物活性的影响。结果表明:Ca-P陶瓷涂层主要包括CaTiO3、HA、β-TCP、TiO2等物相。涂层中Ca:P比值越高,平均硬度越大。La2O3掺杂量为0.6 wt.%, Ca:P=1.40的Ca-P陶瓷涂层具有最佳的组织性能与生物活性。 (2)探究了Ca-P陶瓷涂层在模拟体液中的降解析出规律。结果表明:Ca-P陶瓷涂层在模拟体液中质量呈现动态变化的规律,是类骨磷灰石沉积与β-TCP降解共存的一种动态变化。涂层中的La3+平均每天的析出浓度在9.5~12 PPB之间波动变化。并计算得到Ca-P涂层中La3+析出浓度C与浸泡时间t之间的规律公式为:(此处公式省略) (3)探究了Ca-P陶瓷涂层中可控析出的稀土离子对破骨细胞活性的抑制作用。结果表明:当细胞诱导因子浓度RANKL为100 ng/mL,M-CSF为50 ng/mL时,诱导生成的阳性多核破骨细胞数量最多。设置3天,6天,9天三个时间点,从统计数据可以看出,与空白组相比,La3+浓度为21 PPB时,诱导生成的破骨细胞数量显著增加,P<0.05。其他浓度的La3+对诱导生成的破骨细胞数量具有明显的抑制作用。综上可知当La2O3含量为0.6 wt.%,Ca:P=1.40的Ca-P陶瓷涂层不仅具有优异的组织性能及生物活性,并且具有抑制破骨细胞活性的作用时间可以长达16.5年左右,期望其可为临床实践上防治磨屑病提供一种新思路。