Surface characteristics of the biomaterials have significant effects on response of osteoblast and formation of new bone tissue. In this study, to improve the bio-performance of polyimide (PI) as an implantable material for bone substitute, concentrated sulfuric acid suspension with tantalum (V) oxide (vTO) submicro-particles of 10w% (PIST10) and 15w% (PIST15) was utilized to modify PI surface. After sulfonation, microporous coatings including vTO particles were created on PI (PIST10 and PIST15) while microporous coating without vTO particles was also created on PI (PIS). Results showed that surface roughness, hydrophilicity and protein adsorption of PIST15 was remarkably higher than PIST10 and PIS. Furthermore, after soaking into simulated body fluid (SBF), no apatite mineralization on PIS was found, while PIST15 with high vTO content exhibited better apatite mineralization compared with PIST10. Moreover, PIS showed low antibacterial property, while PIST15 with high vTO content revealed better antibacterial property compared with PIST10. In addition, cellular response (such as adhesion, proliferation and alkaline phosphatase activity) of bone marrow stromal cells (BMSC) of rat to PIST15 was higher than PIST10 and PIS. In conclusion, the microporous coating of PIST15 including vTO submicro-particles possessed good antibacterial property and bioactivity, which significantly promoted the responses of BMSC. Therefore, PIST15 has potential application prospects for bone substitute.

生物材料的表面特性对成骨细胞的反应和新骨组织的形成有显着影响。在这项研究中，为了提高聚酰亚胺 (PI) 作为骨替代材料的可植入材料的生物性能，浓硫酸悬浮液中含有 10w% (PIST10) 和 15w% (PIST15) 的氧化钽 (vTO) 亚微粒) 被用来修改 PI 表面。磺化后，在 PI（PIST10 和 PIST15）上形成了包含 vTO 颗粒的微孔涂层，而在 PI（PIS）上也形成了不含 vTO 颗粒的微孔涂层。结果表明，PIST15的表面粗糙度、亲水性和蛋白质吸附性明显高于PIST10和PIS。此外，浸入模拟体液（SBF）后，在 PIS 上没有发现磷灰石矿化，而与 PIST10 相比，具有高 vTO 含量的 PIST15 表现出更好的磷灰石矿化。此外，PIS 显示出低抗菌性能，而与 PIST10 相比，具有高 vTO 含量的 PIST15 显示出更好的抗菌性能。此外，大鼠骨髓基质细胞（BMSC）对PIST15的细胞反应（如粘附、增殖和碱性磷酸酶活性）高于PIST10和PIS。总之，包含vTO亚微粒的PIST15微孔涂层具有良好的抗菌性能和生物活性，显着促进了BMSC的反应。因此，PIST15在骨替代品方面具​​有潜在的应用前景。与 PIST10 相比，具有高 vTO 含量的 PIST15 显示出更好的抗菌性能。此外，大鼠骨髓基质细胞（BMSC）对PIST15的细胞反应（如粘附、增殖和碱性磷酸酶活性）高于PIST10和PIS。总之，包含vTO亚微粒的PIST15微孔涂层具有良好的抗菌性能和生物活性，显着促进了BMSC的反应。因此，PIST15在骨替代品方面具​​有潜在的应用前景。与 PIST10 相比，具有高 vTO 含量的 PIST15 显示出更好的抗菌性能。此外，大鼠骨髓基质细胞（BMSC）对PIST15的细胞反应（如粘附、增殖和碱性磷酸酶活性）高于PIST10和PIS。总之，包含vTO亚微粒的PIST15微孔涂层具有良好的抗菌性能和生物活性，显着促进了BMSC的反应。因此，PIST15在骨替代品方面具​​有潜在的应用前景。含有 vTO 亚微粒的 PIST15 微孔涂层具有良好的抗菌性能和生物活性，显着促进了 BMSC 的反应。因此，PIST15在骨替代品方面具​​有潜在的应用前景。含有 vTO 亚微粒的 PIST15 微孔涂层具有良好的抗菌性能和生物活性，显着促进了 BMSC 的反应。因此，PIST15在骨替代品方面具​​有潜在的应用前景。