近日，山东大学齐鲁医院骨科博士生导师程雷教授、山东大学材料学院肖桂勇副教授与齐鲁医院口腔外科主治医师刘超组建的学科交叉团队，利用磷酸盐化学转化（PCC）技术制备了新型钛合金材料，并将其在成骨免疫调控机制和体内植入干预方法的两项研究成果，分别发表在Engineering世界排名第2（2/340）的杂志《Chemical Engineering Journal》(JCR一区，IF：10.652)和生物材料领域经典杂志《Materials Science & Engineering C》（JCR一区，IF：5.88）。第一和通讯作者单位均为山东大学。

钛（Ti）及其合金由于其理想的机械性能和生物相容性，被认为是用于骨科和口腔科植入的有前途的支架材料。但是，宿主的免疫排异反应常常会导致骨种植体接合不良。Ti支架的表面修饰是该过程中的重要因素，并且已被广泛研究以调节宿主的免疫反应并进一步促进骨再生。PCC技术可同时调节Ti植入物表面的晶体形态和元素组成。在这项研究中，程雷-肖桂勇-刘超团队准备了三种PCC涂层的Ti植入物，即Sr-Zn-P A，Sr-Zn-P B和Sr- Ca-P，由不同的磷酸盐晶体组成或具有不同的形态。这项研究表明Sr-Zn-P B是有希望的骨免疫调节支架，并为骨缺损修复提供新的视角。该研究成果以“Strontium-zinc phosphate chemical conversion coating improves the osseointegration of titanium implants by regulating macrophage polarization（锶锌磷酸盐化学转化膜层通过调节巨噬细胞的极化促进钛植入体的骨整合）”为题，发表于国际顶尖杂志《Chemical Engineering Journal》, 山东大学齐鲁医院2018级骨科专业型硕士研究生赵达旺和刘超为共同第一作者，程雷、肖桂勇为共同通讯作者。

在此成果上，程雷-肖桂勇-刘超团队继续利用PCC技术在钛植入物表面上制备了钙锶锌磷酸盐（CSZP）涂层，并通过递送白介素-4（IL-4）来实现CSZP涂层诱导骨再生的精准免疫治疗。结果表明，CSZP涂层的表面粗糙度和亲水性显著提高，这项研究表明，CSZP涂层是BMMSCs成骨的有效支架，而IL-4具有调节CSZP涂层体内免疫微环境的优势。该研究成果以“Interleukin-4 assisted calcium-strontium-zinc-phosphate coating induces controllable macrophage polarization and promotes osseointegration on titanium implant（钙锶锌磷酸盐膜层通过白介素4的辅助诱导调节巨噬细胞极化并促进钛种植体的骨整合）”为题，发表于国际经典杂志《Materials Science & Engineering C》, 赵达旺和山东大学材料学院2018级博士研究生左康卿为共同第一作者，程雷、肖桂勇和刘超为共同通讯作者。

以上两项研究均得到了国家自然科学基金，山东省重点研发计划，山东省自然科学基金的支持。

齐鲁医院一直致力于发展医工交叉合作项目，创新人才培养模式，该系列研究成果是我院医工交叉合作项目的瞩目成绩，充分体现了我院高质量的研究生培养能力。该交叉学科团队利用骨科学、口腔医学和材料学各自的特定优势开展合作性科研项目，显著提高了项目的水平和成功率，在开发和验证新材料的同时，将临床面对的病人 作为研究最终的应用目标，提高了成果转化率，为维系人民群众的生命与健康事业贡献了一份齐鲁力量。

Figure 1钛合金PCC转化膜成骨免疫机制研究流程图

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894720334860

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493120334305

投稿单位：山东大学齐鲁医院教育处