PEEK-HA生物复合材料对MG-63细胞的作用

倪 卓，王 应，王 双，刘士德，张建华，刘 学，任英华

1)深圳大学化学与化工学院，深圳 518060;2)深圳大学生命科学学院，深圳 518060;3)深圳市第六人民医院，深圳 518067

PEEK-HA生物复合材料对MG-63细胞的作用

倪 卓1，王 应2，王 双1，刘士德2，张建华2，刘 学3，任英华3

1)深圳大学化学与化工学院，深圳 518060;2)深圳大学生命科学学院，深圳 518060;3)深圳市第六人民医院，深圳 518067

体外培养成骨MG-63细胞，通过倒置荧光显微镜和四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法，研究聚醚醚酮-磺化聚醚醚酮-羟基磷灰石(polyetheretherketone-sulfnated polyetheretherketone-hydroxyapatite，PEEKSPEEK-HA)复合材料对细胞形态和增殖的影响.在PEEK-SPEEK-HA复合材料质量浓度为4 mg/mL时，复合材料对MG-63细胞增殖作用最强，随浸提液质量浓度增大，材料对细胞增殖作用下降.材料质量浓度为4 mg/mL时，HA质量分数为20%的PEEK-SPEEK-HA复合材料对细胞的增殖作用较强.PEEK-HA和PEEK-SPEEK-HA复合材料的毒性评级为1级，无细胞毒性.SPEEK和HA能够改善复合材料对成骨MG-63细胞的黏附作用，HA含量对细胞黏附作用的影响更显著.扫描电镜结果表明MG-63细胞在PEEK-SPEEKHA材料上生长形态为三角形或长梭形，有伪足，伸展状态良好，细胞可以在材料缝隙处生长，表明成骨细胞能够在该材料表面黏附、伸展和生长.将SPEEK引入PEEK-HA复合材料能抑制细胞凋亡.

生物材料学;复合材料;骨替代材料;聚醚醚酮-磺化聚醚醚酮-羟基磷灰石复合材料;成骨MG-63细胞;黏附率;细胞增殖;细胞凋亡

骨骼修复重建是骨科临床、生物材料学和组织工程学的重要课题，骨材料在骨科以及头颈外科和口腔颌面外科等有着广泛需要，寻找理想的骨修复移植材料一直是活跃的研究领域［1-2］.聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)是一种加工性能优异的半结晶热塑性工程塑料，其弹性模量与皮质骨的弹性模量接近，还具有放射线透过性和磁共振扫描无伪影等优点［3-4］.但聚醚醚酮生物相容性有限，无法直接作为人体骨骼组织的替代或修复材料［5］.羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，hydroxyapatite，HA)是人体骨组织中无机质的主要成分，羟基通过氢键与人体组织牢固键合，与骨形成很强的化学结合，生物相容性极好，无免疫排斥，而且具有骨传导性，为新骨的形成与再生提供支架，可以作为一种生物性能优越的人工骨材料［6-8］.将HA添加到PEEK中制成的PEEK-HA复合材料，具有良好的相容性和生物活性.但PEEK-HA在提高了PEEK的弹性模量的同时显著降低了材料的强度，目前的技术尚不能用来满足替代承力骨的力学要求［9-10］.磺化聚醚醚酮(sulfnated polyetheretherketone，SPEEK)加入到PEEK-HA中制成三元复合材料，可以改善PEEKHA材料的力学性能和热性能，提高这两种物质之间的相容性.SPEEK可以吸附碳酸钙表面的活性基团(如羟基)，形成新的化学键合，与碳酸钙颗粒表面有良好的相互作用，有助于在基体与填料之间形成良好的界面层［11］.成骨细胞培养是评价种材骨生物相容性的常用方法之一，具有费用少、周期短和可控性强等优点［12］.本实验研究PEEK-HA复合材料和PEEK-SPEEK-HA复合材料对成骨MG-63细胞形态和生物学特性的影响，从体外细胞学角度评价材料对成骨MG-63细胞相容性，通过实验数据比较，掌握PEEK-SPEEK-HA复合材料与PEEK-HA复合材料生物活性的差异，建立复合材料组分含量与成骨MG-63细胞形态和生物学特性的关系，为深入研究和应用PEEK-HA人工骨材料提供科学依据.

1 材料和方法

1.1 实验试剂与仪器

成骨MG-63细胞由上海生命科学院细胞库提供;本实验室制备［13］w(HA)=10% 的 PEEK-HA、w(HA)=20%的PEEK-HA、w(HA)=10%的PEEKSPEEK-HA、w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA和w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA;RPM11640培养基，Hyclone公司;小牛血清，Thermo Fisher公司;磷酸盐缓冲剂(phosphate buffered saline，PBS)，Hyclone公司;质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶，苏州碧云天公司;质量浓度为50 g/L的噻唑蓝 (3-(4，5-dimethylthiazol-2-yl)-2，5-diphenyltet razolium bromide，MTT)，Sigma公司;二甲基亚砜 (dimethyl sulfoxide，DMSO)，美国Amresco公司;凋亡双染试剂盒，南京凯基;电热恒温培养箱:DHP-9082，上海一恒科技有限公司;酶联检测仪:Imark，美国Bio-Rad公司;高压灭菌锅:HV-50，Hirayama公司;荧光相差倒置显微镜:X71，Olympus公司;SU-70热场发射扫描电镜，日本日立公司;流式细胞仪:Facscalibur，美国BD公司.

1.2 实验方法

1.2.1 材料浸提液制备

将w(HA)为10%和20%的PEEK-HA、w(HA)为10%、20%和30%的PEEK-SPEEK-HA高压灭菌后，每种材料按4、8、16、32和64 mg/mL分别置于RPMI-1640培养基中，37℃恒温箱中静置浸提48 h，离心后4℃冰箱保存备用.

1.2.2 细胞生长曲线测定

将对数生长期的MG-63细胞制备成7种不同细胞浓度 (0.5×104～3.5×104mL-1)的细胞悬液，并依次加入96孔培养 (100 μL/孔，n=3).置于37℃、体积分数为5%的CO2培养箱中培养72 h，再加入质量浓度为50 g/L的MTT(20 μL/孔)继续培养4 h.弃掉培养液，用0.1 mmol/L的PBS液清洗后，用质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶消化细胞，加入DMSO(150 μL/孔)室温下孵育15～20 min，用酶联检测仪，测其在570 nm［14-15］处的光密度值(optical density，OD)，记作D(570)，计算出各细胞浓度组均值，作生长曲线.

1.2.3 细胞毒性试验

细胞在材料浸提液中培养5 d，第2天开始每天分别往孔内加入质量浓度为50 g/L的MTT溶液(20 μL/孔)，37℃孵箱中继续孵育4 h后，终止培养.小心吸弃孔内培养上清液.用PBS清洗板孔后，每孔加入150 μL DMSO，振荡10 min，使结晶物充分溶解.采用酶联免疫检测仪测量各孔在570 nm处的光密度值［16］.

1.2.4 细胞形态实验

在细胞对数生长期，弃去原培养液，用PBS洗涤2次.用质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶消化贴壁细胞，用体积分数为10%的牛血清RPMI1640培养液配成单个细胞悬液，细胞板计数，按每孔2×104mL-1接种在96孔板，每孔体积200 μL.24 h细胞贴壁后，吸去培养液，加入材料浸提液，置于37℃、体积分数为5%的CO2培养箱中培养24 h.在荧光相差倒置显微镜下观察细胞的形态及细胞贴壁情况，并适时采集图像.

1.2.5 细胞黏附率测定

将w(HA)为10%和20%的PEEK-HA、w(HA)为10%、20%和30%的PEEK-SPEEK-HA分别制备成直径5 mm，厚2 mm的圆柱体，经过高温高压灭菌后，置于48孔细胞培养板中，将细胞浓度为3.5×103mL-1(初始接种浓度)的细胞悬液1 mL/孔滴加到材料上.于37℃、体积分数为5%的CO2及饱和湿度条件下培养，孵育箱中复合培养6 h后，PBS冲洗，去除未黏附的细胞.用质量浓度为2.5 g/L的胰蛋白酶消化，收集细胞并记数，计算细胞黏附率.细胞黏附率计算公式为

1.2.6 PEEK-SPEEK-HA材料表面细胞形态

取对数生长期MG-63细胞，选取生物相容性较好的w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA模压材料与细胞共培养5 d后 (每天换新鲜培养液)，取出材料，PBS清洗材料2次，放入PE管中，加入体积分数为2.5%的戊二醛，固定3～4 h;磷酸缓冲液洗涤3次，吸弃戊二醛，用体积分数分别为30%、50%、70%、85%和90%的乙醇脱水各1次，每次15 min，并用无水乙醇脱水2～3次，把细胞中的水置换出来 (整个过程动作轻柔).然后置于真空冷冻干燥仪里干燥过夜，将样品固定在样品台上，进行喷金镀膜，之后上镜观察二次电子图像.

1.2.7 细胞凋亡实验

选取w(HA)为20%的PEEK-HA和w(HA)为20%的PEEK-SPEEK-HA复合材料，制备成直径为5 mm高为2 mm的圆柱体，经高温高压灭菌后分别置于48孔板中.将处于对数生长期的MG-63细胞配成2×105mL-1的细胞悬液，滴加在材料上，培养48 h后，PBS清洗材料并消化收集细胞，待测细胞用PBS(pH=7.4)缓冲液冲洗2次，每次2 000 r/min离心5 min，然后弃上清加入500 μL Binding Buffer重悬细胞，移至测量管中后每管加人5 μL AnnexinV-FITC和 5 μL PI，室温下避光孵育 15 min，流式细胞仪上样检测，每次检测1×104个细胞.Cell Quest软件进行数据分析，以Annexin-V+/PI-判断为早期凋亡，以Annexin-V+/PI+判断为晚期凋亡，两种凋亡率之和为总凋亡率［17］.

2 结果与讨论

2.1 MG-63细胞标准生长曲线

细胞生长曲线可以准确描述整个过程中细胞数目的动态变化，是判定细胞活力的重要指标，也是培养细胞生物学特性的基本参数之一.采用MTT法测定一定细胞数目下对应的D(570)值，作细胞数-OD值生长曲线，并根据结果绘制MG-63细胞标准生长曲线，见图1.在细胞浓度为0.5×104～2×104mL-1时，D(570)值缓慢增加;当细胞浓度达到2×104～3×104mL-1时，D(570)值急剧上升，进入指数生长期;接种细胞浓度超过3×104mL-1时D(570)曲线到达平稳，显示出对细胞的抑制作用.即MG-63细胞接种量与细胞的增殖代谢率在接种细胞浓度为2×104～3×104mL-1范围内呈指数相关，此时MG-63细胞增殖最活跃.在测定材料对MG-63细胞毒性时，接种细胞的浓度对生长曲线的影响较大，接种浓度过高或过低都不利于细胞生长，这与细胞的生长特性有关.因此，本实验选择接种细胞浓度在指数相关范围内操作.

图1 MG-63细胞的标准生长曲线Fig.1 The standard growth curve of MG-63 cells

2.2 材料浸提液浓度对细胞增殖作用

分别检测PEEK-HA和PEEK-SPEEK-HA复合材料不同质量浓度下D(570)，以D(570)值为纵轴，质量浓度的对数(log ρ)为横轴，作增殖曲线，见图2.当复合材料质量浓度为4 mg/mL时，材料对细胞的增殖促进作用最大;随质量浓度增加缓慢减小，8～16 mg/mL时曲线急剧下滑，表示材料对细胞增殖促进作用逐渐减小;64 mg/mL时，材料对细胞增殖促进作用最小，表明材料质量浓度过高会抑制细胞增殖.此外，可以发现PEEK-HA材料和PEEK-SPEEK-HA材料的曲线变化规律类似，基本趋势一致，表明加入SPEEK复合成PEEKSPEEK-HA材料，对细胞的增值趋势影响较小，没有明显改变复合材料对细胞浓度的效应.

2.3 培养时间对细胞增殖的影响

材料与细胞接触时间的长短也是影响细胞毒性实验结果的一个因素.本实验用MTT比色法检测，以时间为横轴，D(570)为纵轴，作细胞增殖曲线，分析材料质量浓度为4 mg/mL条件下，PEEK-HA复合材料、PEEK-SPEEK-HA复合材料D(570)与时间的关系，见图3.图3(a)为w(HA)=10%的PEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA的生长曲线，可见w(HA)=10%的PEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA曲线比对照组曲线稍低，但是两者趋势相近，表明w(HA)=10%的PEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA对细胞增殖有一定促进作用.w(HA)=10%的PEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA曲线基本重合，表示w(HA)=10%的PEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA曲线对细胞增殖的作用相似.图3(b)为w(HA)=20%的PEEKHA与w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA的生长曲线，可见w(HA)=20%的PEEK-HA与w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA曲线比对照组曲线稍低，但是与对照组趋势相近，表示w(HA)=20%的PEEK-HA与w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA对细胞增殖有一定促进作用.w(HA)=20%的PEEKSPEEK-HA曲线在w(HA)=20%的PEEK-HA曲线上方，表示w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA对细胞的增殖作用比w(HA)=20%的PEEK-HA强.图3(c)显示不同HA质量分数的PEEK-SPEEK-HA的生长曲线，可见材料对成骨细胞增殖促进作用的强弱顺序为:w(HA)为30%的PEEK-SPEEK-HA＞w(HA)为20%的PEEK-SPEEK-HA＞w(HA)为10%的PEEK-SPEEK-HA，说明HA的质量浓度高，PEEK-SPEEK-HA对成骨细胞的增殖促进作用大.

图2 材料质量浓度对细胞增殖影响Fig.2 (Color online)The concentration of composite materials effect on cell proliferation

图3 4 mg/mL时材料对细胞增殖影响Fig.3 (Color online)The effect of 4 mg/mL material on cell proliferation

2.4 材料毒性级别

计算相对增殖率 (relative proliferation rate，RGR)及毒性分级，(细胞RGR=材料组OD值/阴性对照组OD值.细胞毒性分级标准是:RGR≥100%为0级;75%～99%为1级;50%～74%为2级;25% ～49%为3级;1% ～24%为4级;0为5级.0级和1级表示无细胞毒性，2级表示可能有细胞毒性，3级以上表示有细胞毒性)［18］.表1显示，随着培养时间的增长，RGR值都呈现先减再增趋势，说明细胞能适应材料增殖.材料组与空白对照组比较，RGR平均值与空白对照组接近，差异无统计学意义 (P ＞0.05).w(HA)=10%的 PEEKSPEEK-HA与w(HA)=10%的PEEK-HA的RGR值接近，w(HA)=20%的 PEEK-SPEEK-HA与w(HA)=20%的PEEK-HA的RGR值接近，说明含等量HA的PEEK-SPEEK-HA与PEEK-HA对细胞增殖的作用相近.与空白对照组相比，PEEKSPEEK-HA的RGR值随HA含量增加而增加，w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA的RGR最高，对细胞增殖有促进作用.各组材料细胞毒性级别均在1级，对MG-63细胞无毒性.

表1 材料RGR值和毒性级别Table 1 Composites RGR and toxicity levels

2.5 材料对细胞形态的影响

MG-63细胞培养第2天时，用倒置显微镜观察各组材料对细胞形态的影响.图4(a)显示对照组的细胞形态，大部分已经贴壁，折光性强，多为梭形和多角形，并见圆形分裂细胞.图4(b)和图4(c)显示PEEK-HA对细胞形态影响，可见大部分细胞呈梭状或三角形，折光性强，为活细胞，与w(HA)=10%的PEEK-HA相比，w(HA)=20%的PEEK-HA材料中的成骨MG-63细胞的密度稍大.图4(d)—图4(f)显示PEEK-SPEEK-HA复合材料对细胞形态影响，可以见到细胞折光性强，大部分细胞呈梭状，为活细胞，且随着PEEK-SPEEK-HA中HA质量浓度升高，成骨MG-63细胞的密度增大.所以材料组中均有大量活细胞，且细胞形态与对照组的相似，即材料对成骨MG-63细胞的形态影响不明显.

图4 材料对细胞形态的影响 (×200)Fig.4 (Color online)MG-63cells morphology introduced by composites

2.6 细胞黏附率

根据式(1)计算细胞黏附率，结果见表2.从表2可见，黏附率w(HA)=20%的PEEK-HA大于w(HA)=10%的 PEEK-HA，w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA大于w(HA)=20%的PEEKSPEEK-HA，w(HA)=20%的 PEEK-SPEEK-HA大于w(HA)=10%的PEEK-SPEEK-HA，说明HA质量浓度升高，材料对细胞的黏附作用增大.与对照组相比，PEEK-HA复合材料的黏附率低于空白对照组，PEEK-SPEEK-HA复合材料的黏附率高于对照组，说明SPEEK引入PEEK-HA材料可以改善其黏附率.成骨MG-63细胞是贴壁型生长的细胞，对材料的黏附作用增大，有利于其生长.

表2 各组材料的细胞黏附率Table 2 Cell adhesion rate of composites

2.7 PEEK-SPEEK-HA材料表面细胞形态

扫描电镜观察MG-63细胞在w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA材料上生长形态.细胞为三角形或长梭形，伸展状态良好，细胞长出伪足紧密贴在材料表面附着生长，见图5(a).图5(b)为大量细胞在材料缝隙处生长.图5(b)表明成骨细胞能够在w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA复合材料表面黏附、伸展和生长.

2.8 细胞凋亡率

各组材料凋亡率从小到大依次为，对照组，w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA，w(HA)=20%的PEEK-HA，见表3.与对照组相比，w(HA)=20%的PEEK-HA复合材料对MG-63细胞的凋亡率明显上升，能够诱导细胞凋亡.统计量P＜0.05，生物相容性差异相对明显.w(HA)=20%的PEEKSPEEK-HA复合材料与对照组比较，早期凋亡率、晚期凋亡率和总凋亡率下降相对较小，这些凋亡率数据与对照样品相比P＞0.05，生物相容性差异不显著，表明SPEEK与PEEK/HA复合后能影响复合材料的整体性能，能改善其生物相容性.

图5 MG-63细胞在材料表面形态电镜观察Fig.5 Morphology of MG-63 cells on material surface

表3 复合材料对MG-63细胞凋亡影响 ±s)Table 3 The effect of composites on apoptosis of MG-63 cells(±s)单位:%

表3 复合材料对MG-63细胞凋亡影响 ±s)Table 3 The effect of composites on apoptosis of MG-63 cells(±s)单位:%

_____样4.64 ±1.11 w(HA)=20%的PEEK-HA品 早期凋亡率 晚期凋亡率 总凋亡率对照组 3.72 ±1.82 0.92 ±0.84 5.20 ±1.04 w(HA)=20%的PEEK-SPEEK-HA 3.95 ±1.07 1.25 ±0.31 3.18 ±1.15 1.67 ±0.54 4.85 ±1.01

结 语

研究PEEK-SPEEK-HA复合材料对成骨MG-63细胞的毒性，比较PEEK-SPEEK-HA复合材料和PEEK-HA复合材料对成骨MG-63细胞的影响，评价该材料的生物相容性.细胞毒性实验表明，细胞增殖随浸提液的材料质量浓度增大而减弱，4～8 mg/mL时细胞增殖能力缓慢减弱，8～32 mg/mL时细胞增殖能力急剧下降，到64 mg/mL时细胞增殖基本停止.成骨MG-63细胞随时间变化生长曲线显示，在4 mg/mL时PEEK-SPEEK-HA材料促进成骨MG-63细胞增殖的作用强于PEEK-HA材料，复合材料HA的含量增加会促进成骨MG-63细胞的增殖.形态实验和细胞黏附率结果表明，复合材料对成骨MG-63细胞形态的影响不大，PEEK-HA复合材料和PEEK-SPEEK-HA复合材料都对成骨MG-63细胞有一定的黏附性，含等量HA的PEEK-SPEEKHA材料对细胞的黏附作用稍高于对应的PEEK-HA材料，表明加入SPEEK有利于成骨MG-63细胞在其表面贴壁生长，随着HA含量增加，材料对成骨MG-63细胞的黏附性也增加.扫描电镜下观察到成骨细胞能够在w(HA)=30%的PEEK-SPEEK-HA复合材料表面黏附、伸展和生长.与PEEK-HA复合材料相比，PEEK-SPEEK-HA材料可以减少细胞的早期凋亡数，促进细胞发生晚期凋亡，使凋亡率减小，表明加入SPEEK的PEEK-SPEEK-HA复合材料能影响材料的整体性能，具有更优异的生物相容性.综上所述，PEEK-SPEEK-HA复合材料有较好的生物相容性，具备成为硬组织替代材料的条件.

/References:

［1］Sun Minglin，Hu Yunyu，Lei Wei，et al.Physical and chemical properties and extended release action of calcium phosphate cement/BMP composite bone graft material［J］.Acta Academiae Medicine Militaris Tertiae，2001，23(7):800-802.(in Chinese)

孙明林，胡蕴玉，雷 伟，等.磷酸钙骨水泥/BMP复合人工骨的理化性能及缓释作用 ［J］.第三军医大学学报，2001，23(7):800-802.

［2］Jones D W.Characterization of experimental composite biomaterials［J］.Journal of Biomedical Materials Research，1996，33(2):89-92.

［3］Wang Jianying，Zhu Zhiguo，Sun Jiayao，et al.The study of PEEK artificial bone joint［J］.Chemical World，2004，45(1):53-54.(in Chinese)

王建营，朱治国，孙家跃，等.聚醚醚酮人造骨关节材料研究 ［J］.化学世界，2004，45(1):53-54.

［4］Zhao Chun，Zhang Yulong.Polyetheretherketone［M］.Beijing:Chemical Industry Press，2008.(in Chinese)

赵 纯，张玉龙.聚醚醚酮 ［M］.北京:化学工业出版社，2008.

［5］Yan Pengtao，Li Wenke，Wang Yongpeng，et al.Preparation and properties of bioactivite coating on poly(ether ether ketone)composite［J］.Chemical Journal of Chinese Universities ，2013，34(7):1782-1787.(in Chinese)

闫鹏涛，李文科，王永鹏，等.聚醚醚酮复合材料表面生物活性涂层的制备与性能 ［J］.高等学校化学学报，2013，34(7):1782-1787.

［6］Yu Fangli，Zhou Yongqiang，Zhang Weike，et al.The present and prospect of research on hydroxyapatite bioceramic materials ［J］.Ceramics，2006(2):7-12.(in Chinese)

于方丽，周永强，张卫珂，等.羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景 ［J］.陶瓷，2006(2):7-12.

［7］Bakar M，Cheong P，Khor K.Mechanical properties of injection molded hudroxyapatite-polyetheretherketone biomaterials ［J］. Composites Science and Technology，2003，63:421-425.

［8］Yu Shuchong，Hariraw K P，Kumarr R，et al.In vitro apatite formation and its growth kinetics on hydroxyapatite/polyetheretherketione biocomposites ［J］.Biomaterials，2005，26(15):2343-2352.

［9］Feng Xing，Sui Guoxin，Yang Rui.Mechanical properties and in vitro bioactivity of carbon fibre-reinforced polyetheretherketone-hydroxyapatite(PEEK-HA)composites for biomedical applications［J］.Chinese Journal of Materials Research，2008，22(1):18-25.(in Chinese)

冯 惺，隋国鑫，杨 锐.PEEK-HA-CF复合材料的力学性能和体外生物活性 ［J］.材料研究学报，2008，22(1):18-25.

［10］Ni Zhuo，Tian Shengli，Wang Ying，et al.PEEK/HA composite materials biocompatibility［J］.Orthopaedic Biomechanics Materials and Clinical Study，2012，9(4):9-12.(in Chinese)

倪 卓，田生礼，王 应，等.PEEK/HA复合材料热稳定性及细胞毒性试验［J］.生物骨科材料与临床研究，2012，9(4):9-12.

［11］Zhou Bing，Yu Chuang，Yang Yanhua，et al.Mechanical and Thermal Behaviour of CaCO3/PEEK Comopsites ［J］.Chemical Journal of Chinese Universities，2004，25(7):1355-1358.(in Chinese)

周 兵，于 闯，杨延华，等.CaCO3/PEEK复合体系的力学行为和热行为研究 ［J］.高等学校化学学报，2004，25(7):1355-1358.

［12］Li Guangzhong，Zhang Wenyan，Han Jian，et al.Fabrication of TiO2nanotube array film on near-β titanium alloy and its effects on osteoblast growth ［J］.Rare Metal Materials and Engineering，2010，39(7):1206-1209.(in Chinese)

李广忠，张文彦，韩 建，等.近β生物钛合金表面TiO2纳米管结构膜制备及其对成骨细胞生长的影响［J］.稀有金属材料与工程，2010，39(7):1206-1209.

［13］Ni Zhuo，Liu Shide，Wang Ying，et al.Influence of 3T3 cells for PEEK-HA composite［J］.Journal of Shenzhen University Science and Engineering，2013，30(4):392-397.(in Chinese)

倪 卓，刘士德，王 应，等.PEEK-HA生物材料对成纤维细胞3T3的影响 ［J］.深圳大学学报理工版，2013，30(4):392-397.

［14］Xue Yuan，Wang Pei，Qi Qinghui，et al.The experimental study of the effects of icariin on increasing Smad4 mRNA level in MC3T3-E1 cell in vitro［J］.Chinese Journal of Orthopaedics，2005，25(2):119-123.(in Chinese)

雪 原，王 沛，齐清会，等.淫羊藿甙对成骨细胞Smad4 mRNA作用的实验研究 ［J］.中华骨科杂志，2005，25(2):119-123.

［15］Zhao Jiahui，Zhang Huaping，Wang Chunfang.Discussion in the detection of cell proliferation by MTT method ［J］.Journal of Shanxi Medical University，2007，38(3):262-263.(in Chinese)

赵嘉惠，张华屏，王春芳.MTT法在检测细胞增殖方面的探讨 ［J］.山西医科大学学报，2007，38(3):262-263.

［16］Zhou Hui，Liang Yu.Biosafety and biocompatibility of a variety of biological materials［J］.Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research，2009，13(38):7559-7562.(in Chinese)

周 辉，梁 瑜.多种生物材料细胞生物相容性及其安全性的系统评价［J］.中国组织工程研究与临床康复，2009，13(38):7559-7562.

［17］ Zhang Hui.The evaluation of the biocompatibility of nickel-free austenitic stainless stell using AnnexinV/PI and Hoechst33342/PI double staining method［D］.Beijing:Chinese Medical University，2010.(in Chinese)

张辉.AnnexinV/PI和Hoechst33342/PI双染法评价无镍奥氏体不锈钢的生物相容性 ［D］.北京:中国医科大学，2010

［18］GB/T16886.5—2003 Biological evaluation of medical devices-Part 5:In vitro cytotoxicity assays［S］.(in Chinese)

GB/T16886.5—2003医疗器械生物学评价第5部分:体外细胞毒性试验 ［S］.

2014-02-25;

2014-04-28

Influence of PEEK-HA composites on MG-63 cells

Ni Zhuo1†，Wang Ying2，Wang Shuang1，Liu Shide2，Zhang Jianhua2，Liu Xue3，and Ren Yinghua3

1)College of Chemistry and Chemical Engineering，Shenzhen University，Shenzhen 518060，P.R.China
2)College of Life Science，Shenzhen University，Shenzhen 518060，P.R.China
3)Shenzhen Sixth People's Hospital，Shenzhen 518067，P.R.China

Toxicity effects of PEEK-SPEEK-HA composite materials on the MG-63 cells are studied in this paper.MTT results show that when the concentration of extracts increases， the cell proliferation decreases. In a concentration of 4 mg/mL，this material plays a significant role in cell proliferation.A concentration of 4 mg/mL has been selected to study the cell proliferation effect of different materials，and it is found that PEEK-SPEEK-HA(w(HA)=20%)composites have a stronger effect on cell proliferation than that of PEEK-HA(w(HA)=20%).The cytotoxicity of PEEK-SPEEK-HA and PEEK-HA composite is level 1，indicating no cytotoxicity.The cell adhesion rate increases with the increase of HA content in PEEK-HA composites，and scanning electron microscope(SEM)images show that MG-63 cells can adhere，spread and grow on PEEK-SPEEK-HA surfaces.Apoptosis experiments show that PEEK-SPEEK-HA composite materials can inhibit apoptosis.

book=259,ebook=194

biomaterials science;composites;bone substitute materials;polyetheretherketone-sulfnated polyetheretherketone-hydroxyapatite(PEEK-SPEEK-HA)composites;MG-63 cells;cell adhesion;proliferation;apoptosis

TB 332;R 318.08

A

10.3724/SP.J.1249.2014.03258

Foundation:Science and Technology Innovation Project of Guangdong Provincial Educational Department(2013KJCX0163);Applied Technology Development Project of Shenzhen University(201223)

†

Professor Ni Zhuo.E-mail:royzhuoni@hotmail.com

:Ni Zhuo，Wang Ying，Wang Shuang，et al.Influence of PEEK-HA composites on MG-63 cells ［J］.Journal of Shenzhen University Science and Engineering，2014，31(3):258-265.(in Chinese)

广东省教育厅科技创新项目 (2013KJCX0163);深圳大学应用技术开发项目 (201223)

倪 卓 (1963—)，男 (汉族)，吉林省通化市人，深圳大学教授、博士生导师.E-mail:royzhuoni@hotmail.com

引 文:倪 卓，王 双，王 应，等.PEEK-HA生物复合材料对MG-63细胞的作用 ［J］.深圳大学学报理工版，2014，31(3):258-265.

【中文责编:晨 兮;英文责编:新 谷】