目的:我们假设柠檬酸(citric acid, CA)可与钙离子螯合,延长凝结时间,提高磷酸镁钙骨水泥( magnesium calcium phosphate cement,MCPC)的机械强度;同时适量添加CA可促进成骨分化.我们主要探究CA对MCPC理化特性、细胞相容性及促成骨效应的影响,期望研制满足临床需求的MCPC.
　　方法:
　　1.本研究中骨水泥粉相采用重烧MgO,按照给定比例均匀混合KH2P2O4和Ca(H2PO4)2粉末,再添加不同浓度CA粉末,以去离子水作为液相,粉液比为2.2 g/mL.制备具有不同含量CA的MCPC.
　　2.采用维卡仪检测MCPC的凝结时间,万能测试机测试其抗压强度,浸泡介质法查看孔隙率.对比研究在添加不同含量CA后MCPC理化性能的改变.
　　3.通过X射线衍射仪分析MCPC反应后的物相组成,扫描电子显微镜观察其形貌和尺寸,对MCPC理化性能的改变进行进一步分析.
　　4.通过细胞增殖实验评估材料的体外细胞相容性,共聚焦拍照观察细胞形态变化,验证材料的生物安全性.
　　5.通过碱性磷酸酶活性分析及染色、茜素红染色以及蛋白质印迹实验分析,探究添加不同含量CA的MCPC的促成骨效应.
　　结果:
　　1.通过凝结时间、抗压强度和孔隙率的测试结果,我们发现所制备的MCPC在添加CA后凝结时间明显延长,可提供充足的临床操作时间;抗压度也可达76 Mpa,能够达到沉重部位机械强度要求,扩大其临床应用范围.
　　2.X射线衍射结果显示骨水泥固化后的产物均为六水磷酸镁钾( potassium magnesium phosphate hexahydrate,MgKPO46H2O),固化后物相中有少量未反应的氧化镁(magnesium oxide,MgO).扫描电子显微镜结果显示骨水泥比较致密,没有明显的晶体结构.未添加CA的单纯MCPC内部有很多微小空隙且分布密集,而加入CA后,MCPC的孔隙数量变少,孔径变大.
　　3.在体外实验中,通过细胞增殖实验及激光共聚焦显微镜( Laser ScanningConfocal Microscope,LSCM)下细胞形态观察的相关实验表明,细胞生长和增殖情况良好,骨水泥材料有良好细胞相容性;且随着一定量CA的增加,骨水泥材料对细胞增殖产生促进作用.
　　4.碱性磷酸酶、茜素红染色以及蛋白质印迹实验表明引入CA对材料促成骨分化能力具有积极的作用,且CA量为2wt%组的骨水泥作用显著优于其他组.
　　结论:添加CA可有效改善MCPC性能,通过调节其固化速率使之具备可控的凝固时间并同时具备理想的机械强度.生物学实验结果表明CA改性的MCPC具有良好的细胞相容性和成骨诱导性.研究结果表明CA改性的MCPC或具有潜在的临床应用价值.