《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：PMMA-co-Calcium Methacrylic Phyllosilicate Hybrid Bone Cements Induce Biomimetic Mineralization
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•甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐成功地在PMMA中实现了共聚合•PMMA-co-CaMP胶粘剂能够保持承重应用的结构完整性•混合表面可触发钙核化并导向磷灰石的转化•芬克利式的钙释放能够诱导内源性矿化并实现长期成熟•表面活性胶粘剂能促进BMSC分化并增加钙沉积引言聚（甲基丙烯酸甲酯）（PM
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甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐成功地在PMMA中实现了共聚合
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PMMA-co-CaMP胶粘剂能够保持承重应用的结构完整性
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混合表面可触发钙核化并导向磷灰石的转化
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芬克利式的钙释放能够诱导内源性矿化并实现长期成熟
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表面活性胶粘剂能促进BMSC分化并增加钙沉积
引言
聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）由于其生物相容性、硬度和初始固定能力，被广泛用作骨科和牙科领域的骨粘剂[1]，[2]。在关节重建等手术中尤其重要，因为假体和硬件必须永久固定到位[3]，[4]。PMMA骨粘剂的制备包括将固态组分（由PMMA聚合物颗粒和自由基引发剂组成）与液态组分（甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体）混合。通过自由基聚合反应，这种混合物可固化成可塑或可注射的状态，适用于植入。这种胶粘剂具有出色的机械性能，使其适合用于承重骨植入物[5]。
尽管应用广泛，但由于缺乏生物活性和较差的骨整合性，PMMA在骨科医学中的应用仍受限制，这成为其作为骨植入基材的重大缺点[6]，[7]。作为聚合物，PMMA不溶于水，具有疏水性，化学性质稳定，对外界刺激无反应[8]。因此，这种材料不能主动促进成骨分化，也无法实现骨整合，主要起到机械支撑的作用。这可能导致与骨组织交界处松动，最终引发植入物失败[9]，[10]。
为了解决这种材料的生物惰性问题，人们开发了多种替代品，包括磷酸钙胶粘剂[11]、羟基磷灰石胶粘剂[13]和生物活性玻璃[14]。然而，它们的机械性能通常较差，限制了其在颅骨和颌面植入物等特定应用中的使用。因此，若能使PMMA骨粘剂具有生物活性，将有助于改善胶粘剂-组织界面，降低植入物失败率，并使其在承重应用中发挥积极作用。为此，人们探索了多种添加剂，如氯化钙[15]、氧化铝[16]和羟基磷灰石[17]。
然而，这些改性措施常常会损害材料的结构完整性，导致其机械性能显著下降。这对开发有效的承重PMMA基骨植入物是一个挑战。值得注意的是，使用含有硅烷化合物（如乙烯基三甲氧基硅烷、四乙基正硅酸盐和3-（三甲氧基硅基）丙基丙烯酸酯）的矿物添加剂，已被证明可以有效将生物活性填料整合到PMMA胶粘剂中，从而减少其对机械性能的负面影响[18]，[19]。
除了表面改性外，硅烷化合物还可以用于直接合成具有内在成骨诱导能力的有机粘土。合成有机粘土含有共价连接的有机官能团，为这些有机硅酸盐化合物提供了多样化的性能[20]，[21]。这些材料根据与其硅氧烷层和金属核心原子结合的有机基团的不同，以特定的方式与周围环境相互作用。
因此，虽然氨基、巯基或环氧基等功能团已被研究用于药物传递、抗菌剂和生物传感器[22]，[23]，[24]，但最近改进PMMA骨粘剂成骨效果和生物活性的努力主要集中在添加含钙的硅酸盐基添加剂（如三钙硅酸盐[25]、阿克曼石[26]、巴格达石[28]等）作为分散颗粒或纳米复合填料。尽管取得了进展，但尚未充分探索将甲基丙烯酸酯功能化的有机硅酸盐作为共价连接的生物活性共聚单体应用于混合PMMA骨粘剂中。
本研究探讨了甲基丙烯酸功能化的钙有机硅酸盐的合成和应用，作为一种生物活性共聚单体，可作为自由基聚合的功能构建块，形成基于PMMA的混合基质。这种甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐（CaMP）旨在为混合骨粘剂提供增强的成骨分化和矿化效果，同时保持PMMA基胶粘剂的机械完整性，以满足承重应用的需求。
章节摘录
实验部分
有关材料和方法的详细信息，请参阅相关的支持信息文档。
甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐的合成
甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐（CaMP）作为一种生物活性共聚单体被开发出来，用于整合到生物惰性的PMMA基质中。这种改性旨在促进成骨活性和仿生矿化，同时通过提高骨-材料界面的生物活性来改善其作为承重植入物的性能。
对CaMP的元素分析显示...
结论
本研究通过将甲基丙烯酸钙叶状硅酸盐（CaMP）通过自由基共聚途经共价整合到PMMA基质中，成功制备了一种生物活性混合骨粘剂。添加这种功能化的有机硅酸盐显著改善了骨粘剂表面的成骨分化和磷灰石形成，同时保持了其关键的机械强度，这对于承重植入物至关重要。
作者贡献
本文由所有作者共同撰写。所有作者均批准了最终版本的手稿。
CRediT作者贡献声明
Chenyun Deng：写作——审阅与编辑、方法学、实验。Neo Alpha：写作——审阅与编辑、方法学、实验。Sebastian Guajardo：写作——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、方法学、实验、数据分析、概念化。Stefanie Sydlik：写作——审阅与编辑、指导、资源管理、项目协调、方法学、资金争取、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
