酸碱处理对多孔钛成骨细胞增殖和分化的影响

目的研究酸碱处理对多孔钛表面小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖及分化的影响。 方法粉末冶金法制备多孔钛,酸蚀处理后,NaOH浸泡不同时间,得到酸碱处理多孔钛（AAPT）。制备AAPT试件73个,未处理多孔钛（NTPT）试件41个和未处理致密钛（NTDT）试件30个。采用扫面电镜观察表面形貌,BCA法检测蛋白吸附能力,筛选适宜的碱处理时间。对于NTPT及AAPT组试件,采用表面接触角分析仪与拉曼光谱仪分析表面水接触角和化学组成。对于NTDT、NTPT及AAPT组试件,CCK-8法检测细胞增殖活性,实时荧光定量聚合酶链反应检测碱性磷酸酶（ALP）及骨钙素（OCN）基因相对表达量。采用独立样本t检验和单因素方差分析进行统计分析,LSD-t检验进行两两比较。 结果12 h NaOH处理组（AA₁₂PT）纳米结构最为清晰,且蛋白吸附量（0.367 mg/ml）最高（F= 400.835,P<0.05）,因此采用该组进行后续实验。AA₁₂PT组试件表面接触角（22.08°）显著小于NTPT组（93.7°）,差异有统计学意义（F= 1.194,P<0.001）。AA₁₂PT组试件可见钛酸氢钠特征散射峰。接种3、5、7 d后,NTDT组的细胞增殖活性均高于AA₁₂PT组（F_{3 d}= 245.517、F_{5 d}= 102.442、F_{7 d}= 119.047,P<0.001）,AA₁₂PT组均高于NTPT组（P_{3 d}= 0.005、P_{5 d}= 0.038、P_{7 d}= 0.010）。接种7 d后,AA₁₂PT与NTPT组的ALP基因和OCN基因相对表达量均高于NTDT组（F_ALP= 13.698,P_{ALP-AA1 2PT}< 0.001、P_ALP-NTPT= 0.002;F_OCN= 175.859,P_OCN<0.001）。接种14 d后,NTDT组的ALP基因及OCN基因相对表达量均高于NTPT组（F_ALP= 33.691,P_ALP= 0.045;F_OCN= 42.789,P_OCN= 0.044）。 结论酸碱处理可显著提高多孔钛材料的蛋白吸附量,促进成骨细胞的增殖、分化。     

冷常压等离子体处理对纯钛表面性能和成骨细胞增殖迁移的影响研究

目的　研究冷常压等离子体处理后纯钛表面性能变化及对成骨细胞增殖和迁移的影响。方法　本研究于2017年6月至2018年3月在中国医科大学附属口腔医院中心实验室完成。以冷常压等离子体处理后的纯钛片为实验组,未处理的纯钛片作为对照组。（1）通过X射线光电子能谱分析两组钛片表面的化学元素和价键状态,并应用静态接触角测量仪测量两组钛片表面的接触角。（2）通过MTT细胞增殖检测和划痕实验比较两组钛片表面接种的MC3T3-E1成骨细胞增殖和迁移速度。采用SPSS 17.0软件对数据进行统计学分析。结果　（1）实验组钛片表面TiO2和Ti-OH的相对含量百分比较对照组增加;实验组钛片表面的接触角为10.55° ± 0.94°,对照组钛片表面的接触角为46.68° ± 2.77°,两组差异有统计学意义（P < 0.001）,且实验组钛片表面的接触角随着在空气中放置时间的延长而迅速增大,2 h后趋于稳定。（2）实验组钛片表面的MC3T3-E1成骨细胞增殖和迁移速度均明显较对照组快（P < 0.05）。结论　冷常压等离子体处理纯钛片表面后能增加其表面的亲水性,促进成骨细胞的增殖和迁移,可加快种植体植入后与骨组织的整合并促进骨组织的再生,具有重要的临床意义。但冷常压等离子体处理后的纯钛片表面亲水性会在空气中迅速降低,因此须将处理后的种植体立即植入种植窝洞中。     

经冷常压等离子体处理的纯钛与氧化锆陶瓷粘接强度的实验研究

目的　研究冷常压等离子体处理纯钛,对纯钛微观结构及纯钛与氧化锆陶瓷粘接强度的影响。方法　冷常压等离子体处理纯钛试件不同时间的组均为实验组,不使用冷常压等离子体处理的纯钛试件组作为对照组。分别用接触角测量仪、扫描电子显微镜（SEM）、激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）、X射线能谱仪（EDS）、电子万能试验机、体式光学显微镜对纯钛试件表面接触角、表面形貌、元素含量、纯钛与氧化锆陶瓷粘接强度以及粘接断面的断裂模式等进行分析。采用SPSS18.0软件对测量数据进行统计学分析。结果　经冷常压等离子处理的各实验组纯钛与氧化锆陶瓷粘接强度均大于对照组,差异有统计学意义（P < 0.05）;冷常压等离子体处理后的纯钛表面接触角变小,氧元素含量升高,表面粗糙度与形态无明显变化。结论　冷常压等离子体处理纯钛试件能在不改变其表面粗糙度及形貌的情况下,增强表面亲水性,提高表面氧元素含量,从而增强纯钛试件与氧化锆陶瓷试件粘接的强度。这为临床上使用冷常压等离子体处理种植体钛基台后,增强钛基台与氧化锆陶瓷牙冠的粘接强度方面提供了新思路。     

喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞行为影响的对比研究

目的 对比研究喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 方法 在纯钛试件表面分别进行喷砂酸蚀与双重酸蚀处理。以光滑钛表面（Ti）为对照组,喷砂酸蚀钛表面（Ti-SLA）、双重酸蚀钛表面（Ti-DA）为实验组,通过扫描电镜（SEM）、表面接触角测试、X射线光电子能谱（XPS）观察分析三种钛表面的微形貌、润湿性和元素组成。将MC3T3-E1成骨细胞接种于三组试件表面,研究不同钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 结果 SEM观察显示Ti-DA组试件表面形成了较Ti-SLA组更均匀细密的微米级凹坑结构;各组试件的表面接触角无显著差异;XPS分析显示Ti-SLA组试件表面有微量铝元素残留;成骨细胞在三组试件表面的粘附、增殖无显著差异,而Ti-DA组显著促进成骨细胞的分化。 结论 与喷砂酸蚀钛表面相比,双重酸蚀钛表面的微米级凹坑结构更均匀细密,且无铝元素残留,能更有效地促进成骨细胞分化。     

激光选区熔化钛表面不同形貌对口腔链球菌黏附的影响

目的探讨激光选区熔化（SLM）制造的钛试件表面不同形貌对变异链球菌和血链球菌黏附的影响。 方法通过喷砂、碱处理和阳极氧化在SLM钛片表面制备纳米网（NN组）和纳米管（NT组）表面形貌,并与喷砂SLM钛片（SB组）及未处理SLM钛片（SLM组）进行对比,通过扫描电镜、表面形貌分析仪、表面接触角测试仪对各组钛片表面形貌、粗糙度和亲水性进行表征。将各组钛片与变异链球菌和血链球菌共同培养24 h。通过菌落形成单位计数及细菌荧光染色分析比较不同表面形貌SLM钛片上2种细菌在的黏附活、死菌量及活死菌总量,进而评价SLM钛表面不同形貌对口腔链球菌黏附的影响。 结果SLM组表面为波浪状起伏微米形貌,SB组表面为沟嵴状起伏微米形貌;NN组表面和NT组表面形成了纳米网和纳米管结构。经表面处理的SB组、NN组和NT组较SLM组表面粗糙度降低（Ra_SB= 2.87 μm,Ra_NN= 2.90 μm,Ra_NT= 2.65 μm,Ra_SLM= 7.19 μm）,亲水性提高（SLM组、SB组、NN组和NT组表面水接触角分别为76.90°、64.47°、23.17°和44.13°）。菌落形成单位计数结果显示,NT组表面变异链球菌和血链球菌的细菌密度为661.29和668.45 CFU/mm²,为各组最低,且与其余组差异具有统计学意义（P<0.05）;细菌荧光染色结果显示,NT组表面变异链球菌和血链球菌的活死菌总平均荧光强度为281.17和303.58,亦为各组最低,且与其余组差异具有统计学意义（P<0.05）;NN组表面变异链球菌和血链球菌死菌比例为0.47和0.62,均显著高于其余各组（P<0.05）。 结论在SLM起伏微米形貌基底上,阳极氧化纳米管具有较强的抗细菌黏附性能,碱处理纳米网抗细菌黏附性能弱于阳极氧化纳米管,但具有一定杀菌性能。     

不同基台材料对人牙龈上皮细胞半桥粒黏附相关基因及蛋白表达的影响

目的探讨聚醚醚酮、氧化锆、纯钛基台材料对人牙龈上皮细胞半桥粒黏附相关基因及蛋白表达的影响, 以期筛选出更适合上皮附着的基台材料。方法制备聚醚醚酮、氧化锆、纯钛试件各48枚, 用扫描电镜观察各组表面形貌, 用白光干涉仪测量表面粗糙度, 光学接触角测量仪测量接触角。采用扫描电镜观察人牙龈上皮细胞在各组试件表面的早期黏附状态, 并使用细胞计数试剂盒评估各组人牙龈上皮细胞的增殖能力, 实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法分别检测各组人牙龈上皮细胞半桥粒黏附相关基因及蛋白的表达水平。结果 3组试件均呈平坦、光滑的表面形貌;聚醚醚酮组、氧化锆组和纯钛组平均粗糙度(Ra值)分别为(95.63±2.06)、(37.93±3.56)、(134.2±4.62)nm(F=368.16, P<0.001), 平均最大高度(Rz值)分别为(2.42±0.22)、(0.87±0.10)、(3.77±0.28)nm(F=91.95, P<0.001), 组间差异均有统计学意义(P<0.05);接触角总体差异无统计学意义(F=0.45, P=0.658)。人牙龈上皮细胞在3组试件表面均呈扁平伸展的多边形...     

低密度脂蛋白在钛金属表面的吸附行为分析

目的:初步研究低密度脂蛋白（low density lipoprotein,LDL）在钛金属表面的吸附行为。方法:采用不同浓度（0、1、2 mg/mL）的LDL浸泡纯钛试件,利用低密度脂蛋白浓度测试盒测量LDL浸泡前、后的浓度变化,采用扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）、X射线光电子能谱分析（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）观察分析LDL在钛表面的吸附及其对钛表面元素组成的影响,并检测LDL吸附前、后的钛表面接触角。采用SPSS 22.0 软件包对数据进行统计学分析。结果:随着时间延长,LDL在钛表面的吸附逐渐增多。XPS分析结果显示,LDL吸附于钛表面后,钛表面的钛和氧元素含量降低,且钛表面的亲水性减弱。结论:LDL能够吸附于钛金属表面,在一定程度上改变钛表面的理化特性。     

钛基底表面处理对钛-树脂粘接强度的影响

目的：探讨不同钛基底表面处理对钛与树脂粘接强度的影响。方法将纯钛试件随机平均分组：光滑组（A组）、酸蚀组（B组）、喷砂组（C组）、喷砂+酸蚀组（D组）、微弧氧化组（E组）、氮化钛涂层组（F组）。根据以上分组,对试件进行相应的表面处理,用粗糙度仪进行钛表面粗糙度测量,后与Cemerage冠桥树脂结合,扫描电子显微镜（SEM）观察试件表面形貌,能谱分析仪（EDS）对表面元素进行分析,万能试验机检测试件与Cemerage冠桥树脂的粘接强度。结果各组的粗糙度分别为A组（0.370±0.039）μm;B组（1.456±0.044）μm;C组（2.044±0.019）μm;D组（1.970±0.047）μm,E组（0.683±0.023）μm;F组（2.195±0.066）μm。各组的剪切强度分别为A组（5.84±0.30）MPa;B组（10.22±0.63）MPa;C组（10.78±0.45）MPa;D组（12.24±0.46）MPa;E组（13.82±0.61）MPa;F组（16.81±0.74）MPa。结论钛基底表面喷砂结合酸蚀,微弧氧化及氮化钛涂层处理均可有效提高树脂与钛的粘接强度。     

掺镁纳米多孔钛涂层的生物特性及促成骨分化作用

目的 ：通过微弧氧化（micro-arc oxidation,MAO）将生物活性镁离子掺入纳米多孔钛基础涂层,探讨其物理特性及对成骨的影响。方法：通过改变MAO电解液成分,控制多孔钛涂层中掺镁量,制备非含镁和含镁钛多孔钛涂层（MAO、MAO-mg）。采用扫描电镜（SEM）、粗糙度及接触角和能量色散X射线光谱仪（EDS）对样品进行表征分析,电感耦合等离子体/光学发射光谱仪（ICP-OES）测定掺镁纳米多孔钛涂层的Mg2+释放能力。通过活/死双染、CCK-8检测材料增殖-毒性,并使用FITC-鬼笔环肽通过染色β肌动蛋白,确定细胞骨架结构。通过茜素红（ARS）、碱性磷酸酶（ALP）染色及实时聚合酶链式反应（qRT-PCR）确定涂层对体外成骨分化的影响。采用SPSS 25.0软件包对数据进行统计学分析。结果：加入镁离子的MAO电解液不会改变多孔钛涂层物表面特征,MAO制备出的各组涂层具有相似的微孔结构（P>0.05）,MAO处理组（MAO、MAO-mg）表面粗糙度和接触角无显著差异（P>0.05）,但显著高于Ti组（P<0.05）。EDS及ICP分析显示,镁离子成功掺入并从材...     

多孔纯钛孔隙率及孔隙尺寸对蛋白吸附及成骨细胞分化的影响

目的从分子生物学角度研究筛选利于蛋白质吸附、成骨细胞分化的合适孔隙结构,为多孔钛材料作为牙种植体提供研究基础及制备参数。 方法筛选不同粒径（Ⅰ组：0~200 μm、Ⅱ组：200~400 μm、Ⅲ组：400~600 μm）的NH₄HCO₃造孔剂颗粒,按照不同的质量分数（A组：20%、B组：30%）与钛粉均匀混合,粉末冶金法制备6组多孔纯钛试件,不添加造孔剂制备致密纯钛试件作为对照组;每组10个试件。蛋白定量试剂盒测定蛋白质吸附量以评价多孔纯钛试件的蛋白吸附能力,实时荧光定量聚合酶链反应（PCR）检测Runt相关转录因子2（Runx2）、碱性磷酸酶（ALP）及骨钙素（OCN）基因表达量以评价成骨细胞分化水平。 结果多孔纯钛的蛋白质吸附量高于致密纯钛（P < 0.05）,其中小平均孔隙尺寸及高平均孔隙率组较其余多孔纯钛组吸附更多蛋白质（P < 0.05）。多孔纯钛的孔隙率和孔隙尺寸对成骨细胞分化的影响具有交互效应。成骨细胞培养第7天,仅AI组Runx2基因表达量高于对照组（P < 0.05）;培养第14天,多孔纯钛各组Runx2基因的表达量均低于对照组（P < 0.05）。成骨细胞培养7、14 d后,多孔纯钛各组ALP基因的表达量高于对照组（培养第7天,BⅢ组除外;培养第14天,AⅠ、AⅢ组除外）（P < 0.05）。成骨细胞培养第7天,AⅠ、BⅠ组OCN基因的表达量较对照组及其他平均孔隙尺寸组高（P < 0.05）;成骨培养第14天,仅BⅠ组OCN基因的表达量高于对照组（P < 0.05）。 结论本实验条件下,孔隙结构提高了纯钛试件的蛋白质吸附量,且平均孔隙率为53.3%、平均孔径为191.6 μm的多孔钛试件利于小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的成骨向分化。     

钛表面预氧处理对钛瓷结合强度的影响

目的探讨钛表面预氧化处理对钛/瓷结合强度的影响。方法分别对未经预氧化处理的钛表面和预氧化处理的钛表面进行表面粗糙度、表面接触角测试;然后根据ISO96931990标准,对钛与Noritake Super Ti-22钛瓷间的三点弯曲结合强度进行测试,并对钛/瓷结合界面进行扫描电镜观察。结果预氧化组的钛表面粗糙度小于未预氧化组(P<0.05),接触角也明显小于未预氧化组(P<0.01)。预氧化组的钛/瓷结合强度大于未预氧化组(P<0.05)。预氧化组钛/瓷界面瓷与钛基体相互交错,结合紧密,无明显气泡;而未预氧化组钛/瓷界面存在着较多的孔隙。结论钛表面预氧化可有效地提高钛/Noritake SuperTi-22钛瓷的结合强度。     

Optimisation of the hydrogen peroxide pre‐treatment of titanium: surface characterisation and protein adsorption

Background: Researchers have attempted to enhance titanium osseointegration by modifying its surface properties, including via H₂O₂ pre‐treatment, with reported treatment regimes varying from minutes/hours, to weeks. Objective: This study examined the effects of various H₂O₂ treatments on titanium surface topography/roughness, chemical composition/oxide thickness, hydrophilicity and plasma protein adsorption. Materials and methods: Titanium discs were treated with 30% H₂O₂ for 0–24 h or 1–4 weeks and subjected to atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), profilometry, X‐ray photon spectroscopy and contact angle analysis. For protein adsorption, whole plasma and FITC‐conjugated serum albumin were added to 0–24 h and
1–4 week H₂O₂‐treated discs and examined by SEM and fluorescence microscopy, respectively. Results: AFM, SEM and profilometry demonstrated that 1–6 h H₂O₂‐treated discs exhibited subtle alterations in surface topography/roughness at the nanometre scale, although 24 h and 1–4 week H₂O₂‐treated discs exhibited much greater increases in surface roughness, in the micrometre range. Maximal increases in surface oxide thickness and chemical modification were identified between 1 h–4 weeks and 3 h–4 weeks, respectively, although no increases in oxygen/titanium (O1s : Ti2p) molar ratio or in hydrophilicity were evident. Plasma and serum albumin adsorption increased on 1–24 h H₂O₂‐treated discs, with further increases on 1–4 week H₂O₂‐treated discs. Conclusions: Based upon the present data and previous findings, this study supports the concept that surface topography/roughness and oxide composition/thickness, are more significantly modified by H₂O₂ treatment and more influential to protein adsorption than hydrophilicity. Additionally, it can be hypothesized that the 24 h H₂O₂ treatment of titanium surfaces, which induced micrometre scale changes in roughness and protein adsorption, to those associated with enhanced osteoblast attachment/behaviour, mineralisation and subsequent implant osseointegration, would be most beneficial.     

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??Objective??To study the effects of cold atmospheric plasma on property of pure titanium surface and proliferation and migration of osteoblasts. Methods??This study was performed in Central Laboratory of Affiliated Stomatological Hospital of China Medical University from June 2017 to March 2018. The pure titanium treated with cold atmospheric plasma was taken as the experimental group and the untreated pure titanium as the control group. ??1?? X-ray photoelectron spectroscopy was used to analyze the chemical elements and valence bond states of the two groups of titanium plates??and the contact angle of the two groups of titanium plates was measured by the static contact angle measuring instrument. ??2?? The proliferation and migration of the osteoblasts were compared by MTT cell proliferation detection and scratch test. SPSS17.0 software was used to analyze the data statistically. Results????1?? The relative percentage of TiO2 and Ti-OH on the surface of pure titanium films increased after cold  atmospheric plasma treatment. The contact angle of the pure titanium plate after the cold atmospheric pressure plasma treatment was 10.55° ± 0.94°??and the contact angle of the control group was 46.68° ± 2.77°??and the difference between the two groups was statistically significant??P < 0.001??. Besides??the surface contact angle of the titanium plates of the experimental group increased rapidly with the exposure time in air??which was stable after 2 hours. ??2?? The cell proliferation and cell migration of MC3T3-E1 osteoblasts in the experimental group were significantly faster than in the control group??P < 0.05??. Conclusion??Cold atmospheric plasma on pure titanium surface can increase the hydrophilicity of pure titanium??promote osteoblast proliferation and migration??accelerate the osseointegration after implantation??and promote tissue regeneration. Thus??cold atmospheric plasma has important clinical significance. However??the hydrophilicity of the treated titanium plates decreases rapidly in the air??so the implants should be implanted into the sockets immediately after the cold atmospheric plasma treatment.     

喷砂联合飞秒激光蚀刻对纯钛表面理化性能的影响

目的 纯钛表面喷砂处理后,利用飞秒激光蚀刻形成表面周期性微结构,初步评价其表面理化性能。方法 12个直径10 mm、厚4 mm的纯钛圆片样本,根据表面处理方式,随机分为喷砂组（S组）、喷砂酸蚀组（SA组）、喷砂飞秒激光蚀刻组（SL组）。采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、激光共聚焦显微镜（CLSM）、高温润湿角测量仪,分析3种钛表面的表面形貌、化学成分、粗糙度及润湿性。采用 SPSS19.0 软件包对数据进行统计学分析。结果 SEM及CLSM观察显示,飞秒激光在喷砂钛表面蚀刻出均匀整齐的周期性微米级结构,SL组钛表面呈二级粗糙度复合结构。EDS分析显示,SL组钛表面Al元素减少（SL组4.37%SA组0.32>S组0）。表面粗糙度测量显示,SL组钛表面粗糙度显著增大 [SL组（7.33±0.38）μm>SA组（1.08±0.12）μm>S组（1.05±0.14）μm]（P<0.001）;表面静态接触角测量显示,SL组钛表面静态接触角显著减小 [SL组（34.4±2.5）°P<0.001）。结论 喷砂联合飞秒激光蚀刻纯钛表面具有优良的理化性能,是一种具有潜力的钛种植体表面改性技术。     

微纳复合结构对成纤维细胞黏附增殖的影响

目的：探讨经不同方法处理后的纯钛表面对成纤维细胞黏附增殖的影响。方法：将36个试件分平均为3组：机械抛光组（A组）;喷砂酸蚀组（B组）;喷砂酸蚀碱热组（C组）,每组均12个试件。通过扫描电子显微镜（SEM）观察分析3组试件表面微观结构和细胞在试件表面的铺展情况,激光共聚焦显微镜（CLSM）检测各试件表面的粗糙度;运用CCK-8试剂盒在450 nm波长下检测各试件对成纤维细胞（ L929）黏附与增殖的吸光度值（ OD值）。结果：A组表面光滑,试件表面成纤维细胞骨架大多呈梭形铺展,伸展较差;B组和C组表面粗糙,且C组表面可见微纳复合结构,试件表面成纤维细胞骨架呈三维空间向铺展,表面黏附成纤维细胞数量明显多于A组和B组。观察第1,3,5 d试件表面细胞增殖情况,可见粗糙表面较光滑表面更利于成纤维细胞的增殖。结论：喷砂酸蚀碱热方法处理后的纯钛表面形成微米-纳米复合孔洞,表面活性好,促进成纤维细胞早期黏附及表面铺展,且不抑制细胞的增殖。     

Corrosion resistance and biocompatibility of a new porous surface for titanium implants

Alterations of the commercially pure titanium (cpTi) surface may be undertaken to improve its biological properties. The aim of this study was to investigate the biocompatibility of cpTi when submitted to a new, porous titanium, surface treatment (porous Ti). Five types of surface treatments, namely sintered microspheres porous titanium (porous Ti), titanium plasma spray (TPS), hydroxyapatite (HA), sandblasted and acid etched (SBAE), and resorbable blast medium, sandblasted with hydroxyapatite (RBM) were made. In the experimental methods, the corrosion potentials were measured over time, and then a linear sweep voltammetric analysis measured the polarization resistances and corrosion currents. For biocompatibility evaluation, MG63 osteoblast-like cells were used. Cell morphology, cell proliferation, total protein content, and alkaline phosphatase (ALP) activity were evaluated after 2 h, and after 2, 4 and 7 d. Porous Ti and SBAE showed a better corrosion resistance, with a weak corrosion current and a high polarization resistance, than the other surfaces. Cell attachment, cell morphology, cell proliferation, and ALP synthesis were influenced by the surface treatments, with a significant increase observed of the activity of osteoblast cells on the porous coating (porous Ti). Based on these results, it is suggested that the porous Ti surface has a significantly better biocompatibility than the other surface treatments and an excellent electrochemical performance.