3D打印多孔钽种植体对骨整合影响的实验研究

目的 研究多孔钽及多孔钛种植体对骨整合的影响。方法 通过计算机辅助设计方法建模,采用3D打印技术制备两种微孔参数相同的多孔材料种植体：多孔钽及多孔钛。在24只新西兰大白兔双侧股骨外踝处建立骨缺损模型,每只动物左右侧缺损随机分组,分别用多孔钽（实验组）和多孔钛（对照组）种植体进行修复。种植体植入后2、4、8周取材,进行大体观察和亚甲基蓝-酸性品红染色,观测种植体和骨界面的骨整合情况,采用推出实验测试种植体-骨界面结合强度。 结果 术后2、4、8周,两组材料界面的新生骨组织逐渐增加,出现新生骨小梁并向材料孔隙内生长;两组的成骨情况及种植体-骨组织界面结合强度的差异无统计学意义（P>0.05）。结论 3D打印的多孔钽能与骨组织形成早期的生物结合,具有与多孔钛相当的骨整合能力。     

局部注射外源性神经生长因子促进小鼠钛种植体周骨胶原早期成熟的研究

目的 探讨神经生长因子（NGF）对骨整合早期种植体周骨组织的影响。方法 在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF,建立小鼠腿骨钛种植体-NGF模型。并于术后1、2、4周分别采用苏木精-伊红（HE）和Masson染色,探讨NGF在种植体骨整合早期不同时间点对种植体周骨胶原成熟的影响。结果 HE染色与Masson染色显示,体内局部注射NGF使小鼠股骨头钛种植体模型中种植体周骨量、骨胶原成熟度增加。术后第1周和第4周实验组成熟骨胶原占比均高于对照组（P<0.05）。结论 体内局部注射NGF能加速小鼠腿骨内钛种植体周新生骨胶原的早期成熟。     

多孔钛的骨传导性及其孔隙结构对MC3T3-E1细胞早期分化的影响

目的 探讨多孔钛的骨传导性及其孔隙结构对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1早期分化的影响.方法 碳酸氢铵造孔剂结合粉末冶金法制备6组由不同平均孔隙率及不同平均孔径组合的多孔钛试样,即AⅠ（43.1±0.7）％和（154.8±11.9） μm AⅡ：（40.9±1.5）％和（295.6±8.5） μm AⅡ （44.3±1.1）％和（560.4±25.6） μm;BⅠ：（53.3±1.2）％和（191.6±3.7） μm; BⅡ.（51.7±2.7）％和（303.8±8.2） μm; BⅢ：（49.9±3.9）％和（583.1±21.7） μm,Ta2级商业致密纯钛作为对照组;每组3个试样.MC3T3-E1细胞接种于24孔板3h贴壁后置入多孔钛试样,培养3d和5d后激光扫描共聚焦显微镜（LSCM）观察经FITC微丝蛋白荧光探针标记的细胞.MC3T3-E1细胞接种于已置入试样的24孔板,培养7d和14d后测定碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性,评价细胞的早期分化能力;培养21d后茜素红染色观察细胞晚期矿化结节.结果 MC3T3-E1细胞贴壁后,5d可长人多孔钛孔内及表面.7d和14d多孔钛组ALP活性显著高于对照组（P＜0.05）;其中BⅠ组在14d的ALP活性显著高于其它各组（P＜0.05）.21d多孔钛试样表面及孔隙内均可见钙结节形成.结论 在本实验条件下,多孔钛具有一定的骨传导性;平均孔隙率为53.3％且平均孔径为191.6 μm的多孔钛利于MC3T3-E1细胞的早期分化.     

口腔种植体的锐钛涂层表面抑制细菌定植的有效性：一项导向性体内实验

目的: 种植体周围炎的一级预防是种植体远期成功的关键因素,因此评估不同种植体表面的抗菌效能是至关重要的。本实验旨在探究相比于无涂层,种植体的锐钛涂层表面是否能减少细菌定植,并研究种植体细菌定植情况随时间变化的规律。材料与方法: 选择18名应用种植修复的患者,于每名受试者两个相邻牙位分别植入有锐钛涂层及无涂层的种植体。在此后的4个时间点于每个种植体的4个位点取生物膜样本,并以多聚酶链式反应(PCR)检测伴放线放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体、福塞斯坦纳菌及中间普氏菌5种细菌的定植率。结果: 因1名受试者中途退出及2个种植体未能形成骨结合,12个月的随访中我们取得植入的36个种植体中的32例,并于每个时间点收集到128个样本：总共512个生物膜样本参与分析。对比锐钛涂层与无涂层种植体,细菌种类及定植率无显著差别。但是,锐钛涂层组未见福塞斯坦纳菌生长。在第12月观察时间点可见锐钛涂层组种植体周骨水平更高,且差异有统计学意义。此外未见其他临床或影像学数据出现显著差异。结论: 本实验中,相比无涂层种植体,锐钛涂层种植体的细菌定植情况似乎无显著差异。但是,本实验发现锐钛涂层组未见福塞斯坦纳菌生长,及在第12月观察时间点种植体周骨水平显著更高,这两点有必要进一步实验,以获得更有意义的结论。     

羟基磷灰石涂层种植体骨愈合的实验研究

目的：通过动物实验，研究涂覆烧结工艺技术研制的新型羟基磷灰石（HA）涂层种植体的骨愈合情况。方法：将12颗钛种植体（6颗有HA涂层，6颗无涂层）植入6只成年杂种犬下颌骨内，分别饲养1、3、6个月，使种植体在无负荷的条件下愈合。标本进行大体观察、光镜组织学观察以及计算机定量组织形态学评价。结果：两种种植体都能产生骨结合。有涂层的种植体新骨的产生和成熟都比无涂层的钛种植体更为迅速。术后1、3、6个月有涂层种植体的骨结合率分别为71．68％、86．81％、90．19％；无涂层种植体的骨结合率为53．26％、66．16％、68．72％，其间有显著性差异（P＜0．01）。结论：涂覆烧结工艺HA涂层骨内种植体能取得良好的骨结合，涂覆烧结工艺HA涂层能够很好地促进种植体的骨结合。     

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。     

钛表面芬母多肽涂层的构建及其抗菌性能探究

目的 制备载芬母多肽(FP)的多孔钛表面并探究其生物相容性及抗菌性能。方法 将大颗粒喷砂酸蚀(SLA)钛表面设为对照组,通过碱热和硅烷化处理将FP负载在SLA钛表面,根据FP的不同浓度设置三组实验组,对各组表面进行元素分析;将MC3T3-E1细胞接种于各组样品表面,探究其生物相容性;将金黄色葡萄球菌接种于各组样品表面,检测其抗菌性。结果 各实验组均被成功硅烷化,且FP分子在硅烷化的钛表面上附着稳定。与SLA钛表面相比,实验组钛表面具有显著的抗菌性能,5 mg/mL组性能更佳,同时具有良好的生物相容性,能明显上调MC3T3-E1成骨细胞的黏附铺展和增殖。结论 载FP的多孔钛表面具有良好的生物相容性和抗菌性。     

多孔磷酸三钙-羟基磷灰石对人牙龈成纤维细胞黏附行为的影响

目的　研究多孔磷酸三钙 羟基磷灰石 (tricalcium phosphate hydroxyapatite ,TCP HA)复合材料对人牙龈成纤维细胞黏附行为的影响。方法　应用离子束辅助沉积法在纯钛试件表面制备多孔TCP HA复合涂层材料和羟基磷灰石 (hydroxyapatite,HA)涂层材料 ,定量对比人牙龈成纤维细胞在涂层和未涂层材料表面初期黏附、增殖、细胞铺展面积、细胞外基质和黏着斑形成的情况。结果　TCP HA和HA涂层材料表面黏附的细胞数、细胞铺展面积高于纯钛未涂层组 ,差异有显著性(P <0 0 5 ) ,黏着斑的形成早于未涂层组 ;TCP HA表面黏附的细胞数和Ⅰ型胶原的形成都高于纯钛未涂层组和HA涂层组。在培养 2 4h后TCP HA组表面黏附细胞数为 198 1± 2 7 7,Ⅰ型胶原形成的荧光强度为 15 4 10± 31 5 6 ,同纯钛组表面的细胞数 ( 12 5 1± 2 9 9)和Ⅰ型胶原荧光强度( 132 6 3± 35 2 6 )相比 ,差异有显著性 (P <0 0 5 )。结论　与纯钛未涂层和HA涂层材料相比 ,多孔TCP HA复合涂层材料更有利于人牙龈成纤维细胞的初期黏附 ,具有更良好的生物相容性     

基于软骨细胞外基质的取向支架的制备及评价

目的 制备软骨细胞外基质（CECM）取向多孔支架,评价其理化特性及对脂肪干细胞（ADSCs）的相容性。方法 切取新鲜猪关节软骨片,匀浆后离心筛选出直径50~500 nm左右的软骨纤维,经Triton X-100脱细胞后制备成浓度6%的CECM浆料,通过定向结晶和冷冻干燥后交联即得CECM取向支架。对CECM取向支架的理化性能和细胞相容性进行评价。结果 CECM取向支架横断面为均匀的多孔网状结构,孔壁上密布软骨纤维,纵断面为垂直管状结构;支架呈苏木精-伊红红染,甲苯胺蓝、番红O、天狼星红染色均呈阳性;支架孔隙率、吸水率和纵向压缩弹性模量分别为95.455%±0.910%、95.889%±1.071%和（40.208±5.097）kPa;ADSCs在支架上黏附和增殖,并均匀长入支架孔隙内。结论 CECM取向支架的成分与天然软骨相似,生物相容性良好,孔隙结构、孔径大小适于种子细胞黏附、增殖和长入,是一种比较理想的软骨组织工程支架。     

RGD肽在种植体表面涂层的成骨作用

在种植牙治疗中,种植体植入后需经过约3～6个月的骨整合期,才能开始上部修复体制作。同时,在完成种植牙治疗后可能因骨结合欠佳而发生种植体松动脱落。因此,需通过加快种植体周围骨生成速度,来缩短骨结合时间和增强骨结合程度。人们通过对钛种植体表面进行不同涂层的方法来改善其周围骨生成速度,常规主要措施有羟基磷灰石（HA）涂层、等离子钛浆喷涂、喷砂、酸蚀或喷砂酸蚀结合等理化的方法,这些方法具有优越的生物相容性和骨引导作用,诱导类骨磷灰石的生成,缩短骨结合时间。     

载银锌介孔钙硅纳米粒子与聚己内酯复合材料的体外生物活性研究

目的 评价载银(Ag)或锌(Zn)的介孔钙硅纳米粒子(mesoporous calcium-silicate nanoparticles,MCSNs)和聚己内酯(poly-ε-caprolactone,PCL)的复合材料的理化性能、体外生物活性及促进成骨能力.方法 通过加热熔融法制备PCL-MCSNs、PCL-Zn-M...     

重组人骨保护素抑制破骨细胞及促进羟磷灰石修复去势大鼠下颌骨缺损的研究

目的 探讨转染人骨保护素（hOPG）基因的大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）复合羟磷灰石（HA）支架对去势大鼠下颌骨缺损的修复作用。方法 将重组腺病毒pDC316-hOPG-EGFP转染rBMSCs,蛋白质印迹法和骨磨片试验分别检测hOPG的表达水平和抑制破骨细胞功能;构建骨质疏松大鼠模型,分别将HA支架、未转染rBMSCs复合HA支架、转染rBMSCs复合HA支架植入大鼠下颌骨骨缺损,6周后通过抗酒石酸酸性磷酸酶、苏木精-伊红染色检测骨缺损区破骨细胞及骨修复情况。结果 体外携载有hOPG基因的腺病毒成功转染rBMSCs,转染后的rBMSCs表达具有抑制破骨细胞活性功能的hOPG;表达hOPG的rBMSCs复合HA支架后骨缺损处破骨细胞明显减少,成骨增多。结论 转染hOPG基因的rBMSCs在体内外均具有抑制破骨细胞功能的作用,且转染rBMSCs复合HA支架可促进骨质疏松大鼠的下颌骨缺损修复。     

壳聚糖复合材料在骨组织工程中的研究进展

骨组织工程是利用生物学和工程学方法研制能修复或替代人类骨组织材料的科学领域。支架是组织工程的关键要素,为细胞和组织生长提供结构支持和黏附位点。支架可以由金属、聚合物和陶瓷生物材料制成,其中聚合物支架由于其生物相容性、生物可降解性和机械稳定性而被广泛应用。而壳聚糖（CS）作为甲壳素衍生的天然聚合物,过去20年在骨组织工程中发挥了重要作用。近年来,CS复合材料在骨组织工程领域的应用受到相当大的关注,因为它具有更小的异物反应,优良的抗菌性、可塑性,适合细胞向内生长和骨传导。本文将讨论常见的几种CS复合材料在骨组织工程中的生物相容性及体内外促成骨研究。     

可载药的磁性聚己内酯/明胶微球支架的制备及其体外成骨性能的研究

目的 制备出可载药的磁性颗粒支架,并研究其体外成骨性能.方法 使用复乳法制备聚己内酯(polycaprolactone,PCL)/明胶微球(PCL/gel microsphere,PGM)支架,通过相差显微镜、场发射电子显微镜(field emission scanning electron micro?scope,F...     

Development and evaluation of a new surface treatment method for titanium alloy implants

We developed and evaluated a new method of titanium surface treatment for direct bone fixation of implants. This method consists of hydroxyapatite (HA) flame coating onto a porous titanium surface which is arc-sprayed with pure titanium material in argon gas at atmospheric pressure. The surface roughness of the porous layer was 360 microm, Rmax, and showed higher resistance to blast erosion in comparison with the conventional low-pressure plasma-sprayed porous layers of titanium. The thickness of the HA layer was between 20 and 40 microm considering the balance of bone conduction effect of HA and the possibility of mechanical detachment of the layers from the porous titanium. Short-term animal tests showed excellent results. This new surface treatment method was applied to cementless total hip joints which were used clinically. The results obtained from observations of the retrieved specimens show that the thickness of the HA coating layer is sufficient for the new bone formation after implantation. It was concluded that the new surface treatment method for titanium alloy implants is effective and successful for direct bone fixation.     

微小RNA-29a-3p调节卷曲蛋白4表达影响高脂血症大鼠种植体骨整合的实验研究

目的 研究microRNA-29a-3p（miR-29a-3p）对高脂环境下大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化和高脂血症大鼠种植体骨整合的影响及其作用位点。方法 1）体外实验：对BMSCs分别进行普通和高脂成骨诱导,通过逆转录实时定量聚合酶链反应和Western blot检测miR-29a-3p及成骨相关因子碱性磷酸酶（ALP）、Runt相关基因2（Runx2）的基因和蛋白质表达;高脂培养的BMSCs分别转染miR-29a-3p模拟物、抑制物及阴性对照（NC）质粒,RT-qPCR检测miR-29a-3p、ALP及Runx2基因表达情况,Western blot检测ALP、Runx2蛋白表达情况。通过靶基因预测软件（Target Scan、MiRNA.org等）预测miR-29a-3p与成骨相关的靶基因为卷曲蛋白4（Fzd4）,双荧光素酶报告检测miR-29a-3p与Fzd4的相互作用关系。2）体内实验：高脂血症大鼠为实验组,普通大鼠为对照组,两组分别植入种植体,检测种植体周围骨组织中miR-29a-3p、ALP、Runx2的表达差异;行种植体-骨组织的硬组织切片,亚甲基蓝-酸性品红染色,进行组织学观察。分别将miR-29a-3p过表达慢病毒载体及空白对照慢病毒载体注射入高脂血症大鼠,种植体植入后3、10 d检测种植体周围骨组织中ALP、Runx2的表达变化以研究miR-29a-3p对高脂血症大鼠成骨的作用。结果 高脂组与普通组相比,ALP、Runx2和miR-29a-3p表达下调,BMSCs成骨分化能力下降。miR-29a-3p模拟物组与抑制物组相比,ALP、Runx2表达升高,BMSCs成骨分化能力增强。体内实验也得到了相似结果。双荧光素酶报告基因分析证实miR29a-3p通过直接结合3’-UTR抑制Fzd4表达。结论 miR-29a-3p对高脂环境下大鼠BMSCs成骨分化起正向调节作用,可直接与Fzd4结合调节成骨分化;miR-29a-3p能够促进高脂血症大鼠种植体周围成骨标志基因的表达,有利于骨整合。     

In vitro corrosion behavior of bioceramic, metallic, and bioceramic-metallic coated stainless steel dental implants.

OBJECTIVES: The most common metals and alloys used in dentistry may be exposed to a process of corrosion in vivo that make them cytotoxic. The biocompatibility of dental alloys is primarily related to their corrosion behavior. The aim of this work was to evaluate the corrosion behavior and thus the biocompatibility of the uncoated and coated stainless steels and compare the effect of type of coatings on corrosion behavior. METHODS: Three types of coatings, hydroxyapatite (HA), titanium (Ti), and a double-layer HA/Ti on AISI 316L stainless steel were made. HA coating was produced using plasma-spraying technique and Ti coating was made using physical vapor deposition process. In order to perform a novel double-layer composite coating, a top layer of HA was plasma-sprayed over a physical vapor deposited Ti layer on AISI 316L stainless steel. Structural characterization techniques including XRD, SEM and EDX were used to investigate the microstructure, morphology and crystallinity of the coatings. Electrochemical potentiodynamic tests were performed in physiological solutions in order to determine and compare the corrosion behavior of the coated and uncoated specimens as an indication of biocompatibility. RESULTS: Double-layer HA/Ti coating on AISI 316L SS had a positive effect on improvement of corrosion behavior. The decrease in corrosion current densities was significant for these coated specimens and was much lower than the values obtained for uncoated and single HA coated specimens. Ti coating on AISI 316L SS also has a beneficial effect on corrosion behavior. The results were compared with the results of corrosion behavior of HA coated commercially pure titanium (cpTi) and uncoated cpTi. SIGNIFICANCE: These results demonstrated that the double-layer HA/Ti coated 316L SS can be used as an endodontic implant and two goals including improvement of corrosion resistance and bone osteointegration can be obtained simultaneously.     

Investigation for bone fixation effect of thin HA coated layer on Ti implants

In 1995, the author reported the development of unique cementless total hip joints applying hydroxyapatite (HA) flame coating onto a porous titanium surface which is arc-sprayed with pure titanium material in argon gas at atmospheric pressure. The surface roughness of the porous layer was 360 microm Rmax, and the layer was more resistant to blast erosion than the conventional low pressure plasma sprayed porous layers. The thickness of the HA layer was between 20 and 40 microns considering the balance of bone conduction effect of HA and the risk of mechanical detachment of the layers from the porous titanium. Short-term animal tests showed excellent results. At that time a specific question was raised as to whether or not the coated HA layers would remain in the living bone for a long time. The results obtained from observation of retrieved specimens show that the thickness of the HA coating layer is sufficient for new bone formation after implantation, and HA would be absorbed in the body within a few years, after contributing to the new bone formation.     

应用IBAD方法制备纯钛表面多孔TCP／HA涂层材料的微观分析

目的:为了改善钛种植体的生物相容性,对纯钛表面沉积多孔磷酸三钙/羟基磷灰石(Tricalciumphosphate/hydroxyapatite,TCP/HA)复合涂层材料的表面结构和化学成分进行分析,并与沉积羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)的钛表面进行对比。方法:用离子束辅助沉积方法(Ionbeamassisteddeposition,IBAD)在纯钛表面沉积HA和TCP/HA涂层材料,通过扫描电镜(Scanningelectronmicroscope,SEM)、原子力显微镜(Atomicforcemicroscopy,AFM)、X射线能谱分析(EnergydispersiveX-rayanalysis,EDX)以及X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)技术,检测两种涂层材料表面的微观形态和化学成分,并进行比较。结果:SEM和AFM显示TCP/HA涂层材料表面存在多孔结构,表面化学成分分析显示TCP/HA涂层的钙磷比低于HA,XRD证实TCP/HA涂层内同时存在TCP和HA两种化合物。结论:用IBAD方法在纯钛表面成功地沉积了具有多孔结构的TCP/HA复合涂层材料,该涂层材料和基体材料的结合牢固,改善了基体材料的生物相容性,是一种有应用前景的种植体表面涂层材料。