氮掺杂类金刚石薄膜的制备及生物相容性研究

目的利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术,在钛合金表面制备含氮类金刚石薄膜(DLC∶N),并对其生物相容性进行研究。方法采用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪、接触角测量仪、拉曼光谱仪对样品的表面形貌特征、组成元素和表面润湿性进行表征;利用MTT比色法、荧光染色法进行生物学行为的评价。结果成骨细胞在掺氮类金刚石薄膜(DLC∶N)表面不论是增殖黏附状态还是细胞数量都优于其他实验组(0.05)。结论在DLC中加入氮元素,能够提升其生物相容性,促进成骨细胞黏附和增殖。     

类金刚石薄膜成分变化对蛋白吸附的影响

采用全方位离子注入离子束增强沉积工艺制备类金刚石薄膜 (DL C) ,再将 DL C进行有氧和低压氩气保护条件下的热处理 ,分别得到富石墨相 DL C和富金刚石相 DL C。通过 X光电子能谱分析了三种 DL C的碳相组成 ,用放射性同位素 1 2 5I标记法 ,测定了恒温条件下人血白蛋白 (HSA)、纤维蛋白原 (HFG)和免疫球蛋白 (Ig G)在 3种 DL C材料表面的吸附量。结果 ,经两种不同的热处理工艺 ,DL C中石墨相和金刚石相分别增加了一倍左右 ;随着石墨、金刚石等杂质相的增加 ,DL C对 HSA的吸附能力下降 ,对 HFG和 Ig G的吸附能力显著提高 ,同时蛋白吸附特性也由原来对 3种蛋白的非特异性吸附 ,转变为对 HFG和 Ig G的优先吸附。这一结果表明 ,石墨和金刚石等杂质相将严重影响 DL C的蛋白吸附性能 ,并进而对 DL C的血液相容性产生负面影响。文中还对石墨和金刚石相的转化生成机理进行了探讨     

类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金表面成骨细胞的增殖

背景：钛合金表面沉积类金刚石薄膜可提高其摩擦和抗腐蚀性能,但缺乏生物活性,在其表面接枝生物蛋白分子是一种新的生物化学改性途径。 目的：观察成骨细胞在类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金表面的增殖与黏附。 方法：采用非平衡磁控溅射和多步组装方法在钛合金表面制备类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜。将对数生长期的成骨细胞悬液接种于类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰的钛合金与纯钛合金试件上。 结果与结论：类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金组细胞增殖率和黏附数量高于纯钛合金组(P < 0.05)。扫描电镜显示,类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金组成骨细胞胞体显著增大,表面粗糙,边界模糊不清,细胞呈充分的铺展状态;纯钛合金组成骨细胞胞体光滑,边界线条锐利清晰,伸展不良。表明类金刚石/酪蛋白磷酸肽复合薄膜可促进钛合金表面成骨细胞的增殖与黏附。     

类金刚石薄膜血液相容性与蛋白吸附的关系研究

以金刚石薄膜 ( DF)和石墨为参比材料 ,采用放射性同位素 1 2 5I标记技术 ,研究了人血白蛋白 ( HSA)、纤维蛋白原 ( HFG)和免疫球蛋白 ( Ig G)在类金刚石薄膜 ( DL C)表面单一蛋白的等温吸附和二元蛋白体系的竞争吸附。结果显示 :( 1)随着蛋白浓度的增加 ,三种蛋白在三种材料表面的吸附量增加 ,并趋于吸附平衡 ;( 2 )石墨对三种蛋白的吸附量远高于 DL C和 DF;( 3 ) DL C对 HSA的吸附活性高于 DF,而 DF、石墨对 HFG、Ig G的吸附活性则明显高于 DL C;( 4) DL C对三种蛋白的吸附能力相差不大 ,而 DF和石墨对 HFG、Ig G的吸附量则显著高于 HSA;( 5 )三种蛋白在 DF和石墨表面的相对竞争吸附能力为 HFG>Ig G>HSA,而对于 DL C,这一顺序则为 HFG≈ HSA>Ig G,HFG对 HSA没有表现出明显的竞争吸附优势。这些结果表明 :DL C对三种血浆蛋白的吸附是非特异性的 ,而DF和石墨则不同程度地优先吸附 HFG和 Ig G,从而在分子水平上阐释了 DL C血液相容性好于 DF和石墨的内在原因     

类金刚石薄膜表面界面特性表征方法以及检测技术

类金刚石薄膜作为一种新型生物材料得到越来越广泛的应用,其表面界面特性决定了生物相容性的好坏.本文阐述了生物材料表面界面特性与生物相容性的关系以及类金刚石薄膜表面界面参数的表征方法和检测技术.     

类金刚石薄膜蛋白吸附与碳相成分关系的定量分析研究

运用灰色系统理论中的 T型关联度分析方法 ,对类金刚石 (DL C)薄膜、富石墨相 DL C薄膜和富金刚石相 DL C薄膜三种 DL C薄膜进行了碳相成分对其白蛋白 (HSA)、纤维蛋白原 (HFG)、免疫球蛋白 (Ig G)三种血浆蛋白吸附量影响的定量分析研究。合理地解释了三种材料蛋白吸附量随碳相成分变化的实验结果 ,并得出如下重要的分析结论 :(1)石墨和 C- H相对 HSA的吸附影响较大 ,随着二者的增加 ,HSA的吸附量下降 ;(2 )与 HFG吸附有较强关联的碳相成分是 DL C相和 C- O相 ,前者呈负相关 ,后者为正相关 ;(3)各碳相成分对 Ig G的吸附均有性质不尽相同的影响 ,但程度有限 ,且彼此间相差不大 ;(4 ) DL C碳相具有增强 HSA吸附、抑制 HFG、Ig G吸附的双重功效 ,其对 DL C薄膜血液相容性的影响远较其它碳相成分更为重要。     

类金刚石薄膜的碳相成分对其血小板黏附特性的影响

对不同工艺和条件制备的 7个类金刚石薄膜 (Diamondlikecarbon ,DLC)试样 ,经X光电子能谱 (XPS)碳相成分分析后 ,分别进行了血小板黏附实验、黏附血小板的形貌观察、分类计数和形态指数计算 ,并通过灰色关联分析 ,研究了碳相成分对血小板黏附量、黏附血小板的形态指数的影响。结果显示 :来自全方位离子注入离子束增强沉积工艺的DLC ,其血小板黏附量和形态指数明显小于等离子体化学气相沉积工艺制备的样品 ;在DLC的 5种碳相成分中 ,DLC碳相与血小板黏附量和形态指数的 (负 )关联度远大于其它碳相成分 ,除此之外只有C H和C O碳相与血小板形态指数的 (正 )关联度较大。表明 :(1)DLC碳相对血小板黏附的影响远较其它碳相成分为大 ,增加DLC碳相的含量是优化DLC血液相容性的关键所在 ;(2 )C H和C O碳相对黏附血小板的变形有促进作用 ,须从工艺上抑制其产生或尽可能降低其含量 ;(3)采用全方位离子注入离子束增强沉积工艺有助于改善DLC的血液相容性。这些结论对设计与改进DLC的制备工艺具有重要的指导意义。     

钛合金表面TiO_2图案化薄膜的溶胶凝胶法制备及其性能研究

目的改善钛合金植入体的长期机械稳定性。方法通过溶胶凝胶工艺和浸渍提拉技术,以钛酸丁酯(TEOT)为前躯体,加入聚乙二醇(PEG)作为模板剂,在钛合金基片上制备了TiO2微纳图案化薄膜,通过AFM研究了PEG的加入量对薄膜表面微观形貌的影响,并利用光学接触角测量仪与UMT-2型摩擦磨损试验机对薄膜的浸润性及摩擦学性能进行了研究。结果当PEG浓度增至3.5g/100mL时,样品表面呈现出较为规则的平行排列的沟槽状结构;具有图案化结构的TiO2薄膜的耐磨性较未加入模板剂的TiO2溶胶凝胶薄膜有明显提高。结论可以通过控制模板剂的用量来实现对TiO2薄膜图案化特征的渐变控制,并证明了特定的图案化微观结构可以提高薄膜的抗磨损性能。     

生物碳素材料表面血小板黏附的实验研究

为了解生物碳素材料的凝血机制 ,将新鲜抗凝人血离心分离为富血小板血浆 ,在 37℃恒温条件下 ,对类金刚石薄膜 (DL C)、金刚石薄膜和石墨三种碳素材料进行了血小板黏附实验 ,通过扫描电镜对黏附于材料表面的血小板进行形态观察和计数分析 ,用形态指数描述血小板的变形程度。结果显示 ,DL C表面无血小板黏附 ,而金刚石薄膜和石墨表面均黏附有为数不少、呈 ～ 型重度变形的血小板。血小板的黏附量石墨最多 ,而形态指数则金刚石薄膜更大。经与前期研究和文献报道的对比分析 ,得出三个主要结论 :(1)蛋白吸附介导的血小板黏附、变形和聚集是生物碳素材料的主要凝血机制 ;(2 )评价生物碳素材料的血液相容性 ,血小板变形度比血小板消耗率更有价值 ;(3) DL C的纯度越高 ,血液相容性越好。这些结论对改进和设计新型碳素人工心瓣材料具有重要指导意义     

类金刚石膜的生物医学性能与应用

类金刚石膜具有高硬度、高光洁度、低摩擦系数、高耐磨性及耐腐蚀性等很多优异性能,并且易于掺杂而改变性能以适应不同需要.良好的生物医学性能也使其在体内植入物及医疗器械的表面改性方面有广阔的应用前景.主要就类金刚石膜在生物医学方面的性能与应用进行综述.     

口腔环境中钛及钛合金腐蚀研究现状

本文介绍了腐蚀学的定义变迁、分类及研究医用金属腐蚀的方法。对钛材料腐蚀原因及口腔介质环境服役中出现腐蚀现象进行了分析 ,得出钛材在口腔服役环境中发生腐蚀与口腔环境介质变化、咀嚼活动参与密切相关。     

Effect of nickel addition on microstructure and properties of Ti-Co-Ni alloys

The focus of this study was placed on the effect of nickel addition (5 wt%) on the microstructure, castability, biocorrosion resistance and some other properties of a series of cast high-cobalt (up to 25 wt%) Ti-Co-Ni alloys. Results indicated that melting temperatures of the present alloys were much lower than the melting temperature of pure titanium. Addition of 5 wt% Ni to replace an equivalent amount of Co slightly lowered the eutectoid and melting temperatures. Castability of the alloys was enhanced by the high alloy content and higher mould temperature. Substitution of 5 wt% Ni for Co increased the castability values. The phase transformation of β-Ti to -Ti was enhanced by nickel addition and higher mould temperature. Microhardness of the alloys increased with cobalt content and decreased with mould temperature. The addition of nickel lowered the hardness of the alloys. Breakdown potentials of the alloys were all higher than 900 mV and the critical anodic current densities were all lower than 8 μA cm⁻².     

钛表面微弧氧化涂层的细胞生物活性

背景：微弧氧化技术可改善钛或钛合金的表面特征。 目的：研究纯钛表面微弧氧化涂层的表面性能及其对MC3T3-E1细胞早期黏附、增殖及成骨能力的影响。 方法：将46个直径10 mm、厚度2 mm圆盘状纯钛试件分为实验组和对照组。实验组置于含0.02 mol/Lβ-甘油磷酸二钠盐及0.2 mol/L乙酸钙的电解液中进行微弧氧化处理,对照组对试件进行机械抛光。扫描电子显微镜观察试件表面形貌,X射线能谱分析检测涂层表面钙磷比,X射线衍射分析检测涂层晶相构成。将MC3T3-E1细胞接种在两组试件表面,1,2,4 h电镜下观察细胞形态,在2,4,7 d通过CCK-8方法检测细胞增殖,并于7,14 d检测碱性磷酸酶活性。 结果与结论：经微弧氧化处理后,钛表面形成粗糙多孔的钙磷涂层,微弧氧化涂层主要元素为Ca、P、O及Ti,微弧氧化膜层主要由氧化钛、钛酸钙、磷酸钙及偏磷酸钙构成。电镜观察显示1 h 微弧氧化涂层表面细胞已伸出伪足,4 h呈现较典型的细胞形态。细胞在微弧氧化处理钛表面4,7 d的细胞增殖和7,14 d的碱性磷酸酶活性高于对照组。表明微弧氧化技术生成的粗糙多孔钙磷涂层能显著促进MC3T3-E1细胞的早期黏附、增殖及成骨活性。     

电参数对钛微弧氧化膜层理化性能及细胞相容性的影响

目的:研究纯钛微弧氧化电参数（脉冲宽度及脉冲频率）的改变对膜层表面形貌、理化性能及成骨细胞生物行为的影响。 方法:对喷砂酸蚀钛片进行微弧氧化处理,通过脉宽及频率的变化,研究其对膜层的表面形貌、摩擦性能、耐腐蚀性等影响,分析得出不同表面形貌所对应的参数条件（脉冲频率400 Hz、脉冲宽度60 μs微弧氧化组为A组,脉冲频率500 Hz、脉冲宽度60 μs微弧氧化组为B组,脉冲频率500 Hz、脉冲宽度75 μs的微弧氧化组为C组）,进一步比较在该参数下的微弧氧化膜的耐腐蚀性及成骨细胞在其表面的粘附、增殖情况及细胞形态。 结果:电镜下3组试件表面均形成粗糙多孔的膜层,且A组纯钛微弧氧化膜表面粗糙度最高;C组所制备的微弧氧化膜层耐腐蚀性能及耐磨性优于A、B两组。细胞粘附及增殖实验A、B、C各组之间差异有统计学意义（P<0.05）,实验表明A组表面成骨细胞粘附及增殖均优于B、C两组。 结论:脉冲宽度及频率变化对微弧氧化膜层表面生物活性及理化性能均有影响,当脉冲频率400 Hz、脉冲宽度60 μs时,膜层表面的细胞生长最佳。     

Ti－6A1—4V医用钛合金表面载银涂层的制备和抗菌性能研究

目的通过两步微弧氧化法在医用Ti－6Al－4V表面制备载银多孔涂层．研究其抗菌性能。方法选用医用Ti－6A1—4V,在其表面先采用250V低电压微弧氧化法制备TiO：预涂层,然后将样品浸入到浓度1mol／L的AgNO,溶液浸泡2h．再经紫外光照射3．5h,以实现银颗粒在预涂层上的固定．最后在含银（浓度O．2mol/L）电解液中经过350V正向电压的二次微弧氧化处理制备出载银多孔涂层。利用扫描电子显微镜和能量分散谱仪对涂层表面形貌、载银量进行了表征,并通过金黄色葡萄球菌检验了涂层的抗菌性能。结果Ti-6Al-4V表面预涂层呈多孔状,孔洞呈火山口形,平均孔径0．71μm,而载银涂层表面平均孔径约为1．57μm。银颗粒分布在微孔表面和孔洞内壁,涂层平均银含量约为8％。抗菌试验结果显示．当载银涂层与细菌的接触1d后,对金黄色葡萄球菌的杀菌率均达到96．94％．7d后抑菌率仍达到71-27％。结论通过两步微弧氧化法可在医用Ti-6A1—4V钛合金表面制备出具有良好抗菌活性的载银涂层。     

钛表面锶改性后骨髓基质干细胞黏附、迁移、增殖及成骨相关基因的表达

文题释义： 钛表面锶改性：锶是人体必需的一种微量元素,研究表明低剂量的锶具有促进成骨细胞生长同时抑制破骨细胞功能的作用。有学者利用微弧氧化、阳极氧化加水热法、直流磁控共溅射等方法在钛种植体表面涂层内掺入锶元素,但存在步骤复杂、难以统一标准等缺点。该实验依次采用NaOH、醋酸锶、热处理及水化处理成功对纯钛表面进行锶改性,在经过锶改性后可以提高成骨细胞及骨髓基质干细胞的生物学活性。 骨髓基质干细胞：是来源于骨髓中未完全分化的原始细胞,这类细胞可塑性极强,有多向分化潜能和低免疫原性以及很强的自我更新能力。FRIEDENSTEIN等在1966年最早从骨髓中提取出了干细胞,发现在骨髓中含有能分化为其他间质细胞的细胞及成纤维母细胞,且在培养过程中发现该细胞能贴壁呈集落性生长。通过流式细胞术检测间充质干细胞表面标记物以及成骨及成脂向诱导,可以对获得的细胞进行鉴定。 背景：锶是一种既刺激骨形成、又抑制骨吸收的元素,纯钛种植体表面锶改性促进骨质疏松状态下种植体骨结合是当前研究的热点,具有非常重要的意义。 目的：探讨改良锶改性纯钛表面对大鼠骨髓基质干细胞黏附、铺展、迁移、增殖及成骨相关基因表达的影响。 方法：将TA2纯钛片打磨清洗后,依次放于5 mol/L NaOH溶液、100 mmol/L醋酸锶溶液内处理,并以600 ℃或者700 ℃进行热处理1 h,去离子水80 ℃水化处理(W)24 h,以纯钛为对照,共分为5组,分别为Ti、Sr600、Sr600W、Sr700、Sr700W组。采用全骨髓培养法获取大鼠骨髓基质干细胞,将改性钛片置于24孔培养板中与细胞悬液培养,CCK-8法检测骨髓基质干细胞的黏附和增殖情况。骨髓基质干细胞与钛片共培养24 h后对细胞肌动蛋白进行染色,观察细胞黏附伸展形态;通过细胞划痕实验和荧光染色,观察骨髓基质干细胞在各组钛片表面迁移的能力;qRT-PCR法检测各组细胞Ⅰ型胶原、Runx2、骨保护蛋白、RANKL、骨桥蛋白的mRNA表达。 结果与结论：锶改性纯钛片可以促进骨髓基质干细胞的铺展、迁移。在5 d和7 d时,锶改性钛片表面细胞增殖较纯钛组均明显升高(P < 0.001)。在5 d时,Sr700组的细胞增殖数目较Sr600组高(P < 0.01)。在14 d时,锶改性纯钛片可以促进骨髓基质干细胞Ⅰ型胶原、Runx2、骨桥蛋白的表达。结果表明,改良锶改性纯钛可以促进大鼠骨髓基质干细胞的黏附、铺展、迁移、增殖及成骨相关基因的表达,水化处理对大鼠骨髓基质干细胞成骨向分化具有促进作用。 ORCID: 0000-0003-2166-2487(刘春栋) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

低氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞血红素加氧酶-1 mRNA 表达及细胞增殖的影响

探讨血红素加氧酶－1（HO－1）mRNA在低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMC0的表达及HO－1／一氧化碳（HO－1／CO）体系对PASMC增殖的影响。应用荧光定量RT－PCR法测定HO－1mRNA表达。用双波长法检测碳氧血红蛋白（HbCO)吸光值。应用免疫细胞化学方法检测细胞增殖核抗原（PCNA）及核转录因子－κB（NF-κB）的表达。发现HO－1 mRNA在常氧大鼠PASMC有低水平的表达，低氧12h HO-1mRNA水平是常氧时的1．5倍，且HbCO产量随之显著增高（P＜0．01）；低氧24h HO-1 mRNA表达呈回落趋势，HbCO产量亦有所减少，但两者仍高于常氧水平。低氧12h及24h PASMC PCNA核阳性反应颗粒表达较常氧时增强（P＜0．01，P＜0．001），使用HO抑制剂ZnPP-9，其PCNA该阳性反应颗粒表达较单纯低氧时增加更多（P＜0．001，P＜0．01）。低氧组核NF－κB阳性染色较常氧组增强（P＜0．001），使用ZnPP-9，其表达则比低氧时更多（P＜0．01）。低氧通过诱导大鼠PASMC的HO－1 mRNA基因表达，上调HO／CO体系活性，使内源性CO含量增高，抑制PASMC增殖；NF－κB参与了PASMC增殖的调控机制。     

鲨鱼软骨制剂对人不同细胞生长抑制作用及其机制的探讨

目的　研究鲨鱼软骨制剂 (SCP)对人胃癌细胞 (MGC80 3)、红白血病细胞 (K5 6 2 )、人结肠高分化腺癌细胞 (THC 890 8)、人乳腺癌细胞 (MCF 7)和人脐静脉血管内皮细胞 (VEC340 )的生长抑制作用 ,探讨其作用机制。方法　采用盐酸胍抽提 ,丙酮分级沉淀 ,烘干 ,微孔滤膜过滤等步骤从鲨鱼软骨粉中提取鲨鱼软骨制剂 (SCP) ;MTT法检测不同浓度的SCP对体外培养的MGC80 3细胞系、K5 6 2细胞系、THC 890 8细胞系、MCF 7细胞系和VEC340细胞系的生长抑制作用 ;Hoechst33342 /PI荧光双染法检测细胞凋亡。结果　SCP明显抑制MGC80 3、K5 6 2、THC 890 8、MCF 7和VEC340五种细胞系的生长 ,其IC50 值分别为 0 5mg/ml、0 7mg/ml、1mg/ml、1 5mg/ml和 2mg/ml。凋亡细胞比例在用药后 4 8h分别达 79 9%、4 4 6 %、78 9%、6 3 3%和 4 4 8%。结论　SCP能直接抑制不同肿瘤细胞生长 ,又能抑制血管内皮细胞的生长 ,其作用机制与细胞凋亡有关。     

miR-133b 靶向 PTBP1 对肾细胞癌增殖和侵袭的影响

目的 探讨 miR-133b 靶向多聚嘧啶区结合蛋白1 (polyrimidine tract binding protein 1, PTBP1) 对 肾细胞癌 (renal cell carcinoma, RCC) 增殖和侵袭的影响。 方法 检测 miR-133b 在 RCC 癌组织及细胞中 的表达水平; 验证 miR-133b 与 PTBP1 的靶向关系及 miR-133b 表达对肾癌细胞 PTBP1 表达及增殖、 迁移的 影响。 结果 与癌旁组织比较, miR-133b 在 RCC 组织中表达下降, 而 PTBP1 上升 (P< 0. 05)。 PTBP1 是 miR-133b 的靶基因; 与 miR-NC 组比较, miR-133b mimic 组的克隆形成率、 侵袭细胞数目及 PTBP1 表达明 显下降, 而 miR-133b inhibitor 组上升; 与 miR-133b mimic + pc-NC 组比较, miR-133b mimic + pc-PTBP1 组的 克隆形成率、 侵袭细胞数目及 PTBP1 表达水平上升 (P< 0. 05)。 结论 miR-133b 在 RCC 癌组织及细胞中 表达下调, 且其可能通过调控 PTBP1 的表达水平来影响细胞的增殖和侵袭能力。