In vivo study of a novel micro-arc oxidation coated magnesium-zinc-calcium alloy scaffold/autologous bone particles repairing critical size bone defect in rabbit

目的: 探讨一种新型微弧氧化（micro-arc oxidation，MAO）涂层镁（Mg）-锌（Zn）-钙（Ca）合金支架/自体颗粒骨修复兔临界性骨缺损（critical size bone defect，CSD）的效果，以及该支架在体内的耐腐蚀性和生物相容性。.

方法: 将 72 只新西兰白兔随机分为 3 组（ n=24），A 组为无涂层 Mg-Zn-Ca 合金支架组；B 组为 10 μm 厚 MAO 涂层 Mg-Zn-Ca 合金支架组；C 组为单纯自体颗粒骨植骨组。所有动物制备双侧尺骨 15 mm 长 CSD 模型，A、B 组将截取的尺骨制成颗粒骨后填充至支架内修复尺骨缺损，C 组采用自体颗粒骨修复。术后 2、4、8、12 周，行大体观察并记录局部皮下积气量；X 线片和 Van Gieson 染色观察骨缺损愈合情况，根据 Lane-Sandhu 标准行 X 线片评分；Micro-CT 扫描观察并计算支架降解丢失体积百分比（ΔV）及降解速度（corrosion rate，CR）；监测实验过程中血清 Mg 2+、Ca 2+ 浓度变化，并于术后 12 周收集肝、脑、肾和脾组织行病理学观察。.

结果: 术后 2、4、8 周 B 组皮下积气量少于 A 组，其中2、4 周两组间比较差异有统计学意义（ P<0.05）；但术后 12 周时 B 组显著多于 A 组（ P<0.05）。术后 4、8 周 C 组 X 线片评分显著高于 A、B 组（ P<0.05），术后 8 周时 B 组显著高于 A 组（ P<0.05）；术后 12 周 B、C 组显著高于 A 组（ P<0.05），但 B、C 组间差异无统计学意义（ P>0.05），同时 B 组骨缺损部位新骨塑形明显优于 A 组。Micro-CT 示术后 4、8 周，B 组 CR 及ΔV 均显著低于 A 组（ P<0.05）。Van Gieson 染色示 B 组较 A 组具有更好的生物相容性和促成骨性；血清离子监测结果显示术后各时间点 3 组血清 Mg 2+、Ca 2+ 浓度比较，差异均无统计学意义（ P>0.05）；术后 12 周，3 组实验动物肝、脑、肾及脾组织 HE 染色均未见明显病理改变。.

结论: 新型 MAO涂层 Mg-Zn-Ca 合金支架/自体颗粒骨能够有效修复 CSD；同时，10 μm 厚 MAO 涂层能有效改良 Mg-Zn-Ca 合金支架的骨修复效果、耐腐蚀性及生物相容性。.