新型掺硼 PHB-TCP 复合海绵支架的制备及颌面骨重建生物安全性评估

《BMC Oral Health》：Production and characterization of a boron-doped composite biomaterial for bone reconstruction

　　

摘要

由于现有移植材料的局限性，如感染风险、供体部位并发症以及骨诱导能力不足，关键大小的颌面骨缺损仍然是一个重大的临床挑战。本研究开发了一种新型的掺硼聚羟基丁酸酯-三钙磷酸盐（PHB-TCP）复合海绵支架，并评估了其作为安全有效的骨重建生物材料的潜力。

PHB通过细菌发酵制备，并通过1H-NMR进行了表征。含有硼（PHBs-B）和不含硼（PHBs）的多孔PHB-TCP支架是通过使用预定的非细胞毒性浓度（125 μg/mL）的偏硼酸钠进行冷冻干燥得到的。这些支架的物理化学性质（微CT、SEM、ATR-FTIR、机械测试）、与MC3T3-E1前成骨细胞的相容性、对口腔病原体的抗菌膜活性以及根据ISO 10,993标准的体内生物相容性都得到了研究。

PHBs-B具有高度多孔的蜂窝状结构（孔隙率约为88%）。掺入硼略微提高了压缩性能，并促进了MC3T3-E1细胞的附着。该支架表现出持续性的硼释放（七个月内释放量约为80%），并对某些口腔病原体具有选择性的抗菌膜活性，尤其是对Aggregatibacter actinomycetemcomitans的抑制率达43%。关键的是，全面的体内生物相容性测试证实该材料不存在皮肤致敏、皮肤刺激、急性或亚急性系统毒性以及遗传毒性。

这些发现表明，PHBs-B结合了良好的物理化学性质、可控的硼释放和选择性的抗菌膜活性，同时具备优异的体外细胞相容性和体内生物相容性。根据ISO 10,993标准建立的全面安全性评估表明，PHBs-B是一种有前景且安全的颌面骨重建生物材料候选者。