TiO2纳米管阵列负载依布硒缓释体系的优化构建及成骨活性初探

目的 在钛表面构建二氧化钛纳米管阵列加载依布硒(Ebselen, EB)的缓释体系，探究药物释放动力学及其对成骨细胞行为的影响。方法 通过阳极氧化法在钛基底表面制备出直径120 nm、长2μm的二氧化钛纳米管阵列(TiO₂ nanotubes, TNT),随后通过冻干法负载不同质量的EB,观察、分析载药后纳米管口的微形貌、表面元素组成以及药物释放特征；将MC3T3-E1成骨细胞接种于不同浓度的EB释出液中，基于微纳米形貌、促成骨性能和药物释放动力学特征，探寻TNT负载EB的最佳加载量。结果 纯钛基底制备形成的TNT在负载EB后可检测出特征性硒元素，当TNT表面负载的EB<5μg/cm²时可完整保留纳米管阵列结构，不同加载量的EB在24 h后均可完全释出，当EB浓度低于10μmol/L时可促进MC3T3-E1的增殖活性和成骨分化，其中，5μmol/L浓度的效果最佳。结论 当TNT表面负载EB<5μg/cm²时纳米管拓扑结构完整，EB浓度在5μmol/L时体外成骨活性最佳。     

抗菌肽生物功能化TiO2纳米管的抗菌性能及其对人角质形成细胞生物学行为的影响

目的探讨抗菌肽生物功能化TiO2纳米管的抗菌性能及其对人角质形成细胞黏附、迁移等生物学行为的影响。方法采用阳极氧化法在光滑钛片(光滑钛组)表面构建TiO2纳米管阵列(纳米管组), 通过物理吸附方式将抗菌肽(LL-37)加载至TiO2纳米管表面(抗菌肽组)。每组采用简单随机抽样法抽取3个试样, 借助场发射扫描电镜、原子力显微镜、接触角测量仪、荧光标记和荧光酶标仪观察各组试样表面形貌、粗糙度、亲水性以及抗菌肽释放特点。将人角质形成细胞分别培养于3组钛试样表面, 每组设置3个重复, 场发射扫描电镜观察细胞黏附形态, 细胞免疫荧光染色观察黏附数量;细胞计数试剂盒检测细胞增殖能力;划痕实验分析细胞迁移特点, 评价各组钛试样对HaCaT细胞生物学行为的影响。将牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis, Pg)接种至3组钛试样表面, 每组设置3个重复, 场发射扫描电镜观察细菌形态, 活死细菌染色法测定细菌活力, 评价各组钛试样对Pg的抑制作用。结果抗菌肽组试样表面可见均匀排列的纳米管阵列, 管口处有颗粒状抗菌肽覆盖。纳米管组和抗菌肽组钛试样表面粗糙度[分别为(20.40±3....     

钛表面纳米管结构金纳米颗粒加载对成骨细胞MC3T3-E1功能影响的研究

目的:在钛纳米管表面加载金纳米颗粒并探究对成骨细胞成骨分化的影响。方法:本研究使用直流电沉积技术将金纳米颗粒沉积在二氧化钛纳米管阵列表面。场发射扫描电子显微镜进行材料表征,CCK-8实验检测细胞增殖能力,通过RT-PCR、ALP染色、茜素红染色检测小鼠成骨细胞MC3T3-E1在改性材料表面成骨分化能力。结果:通过直流电沉积技术成功将金纳米粒子成功组装在二氧化钛纳米管表面,改变电沉积时间可以控制金颗粒的尺寸和负载量。体外实验结果表明,金纳米粒子的加入增加MC3T3成骨分化特异性基因Osx、BMP-2和OPN的表达(P<0.05),显著增强ALP活性和矿化能力(P<0.01)。结论:钛纳米管结构加载金纳米颗粒可以促进MC3T3细胞成骨分化。     

表面纳米形貌对牙周膜干细胞衰老的作用研究

目的 探讨二氧化钛纳米管形貌对衰老牙周膜干细胞分化能力的影响。方法 利用阳极氧化法,分别于20、70 V电压下制备出2种具有二氧化钛纳米管形貌的钛片（20V-NT、70V-NT）,观察其表面形貌特征。在成骨诱导条件下培养年轻牙周膜干细胞,挑选具有促进成骨分化作用的表面形貌。用RO3306和Nutlin-3a诱导年轻牙周膜干细胞衰老,获得衰老的牙周膜干细胞。诱导衰老牙周膜干细胞成骨分化,观察表面形貌对衰老牙周膜干细胞成骨分化的影响。结果 阳极氧化法可在钛片表面形成纳米管形貌,且纳米管直径随电压的增大而增大;不同直径纳米管形貌对年轻牙周膜干细胞成骨分化的影响存在较大差异,20V-NT表面纳米形貌促成骨分化效果更明显。与光滑钛片相比,20V-NT表面纳米形貌提高了衰老牙周膜干细胞碱性磷酸酶阳性数量,促进了钙沉积以及成骨标志性基因Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、骨钙素的表达。结论特定的表面纳米形貌能增强衰老牙周膜干细胞的分化能力,为牙周再生和进一步提高种植体的性能提供了一种有效方法。     

二氧化钛纳米管表面阿司匹林涂层的构建及其对骨形成的影响研究

目的 在二氧化钛纳米管（titania nanotubes,TNT）表面构建阿司匹林（acetylsalicylic acid,ASA）涂层,研究其对钛种植体骨结合的影响。方法 阳极氧化法制备TNT阵列,使用含ASA的正电性壳聚糖（chitosan,CS）溶液和负电性DNA溶液在TNT表面进行层层自组装（layer-by-layer self-assembly,LBL）,最终得到含ASA的聚合物涂层（TNT-ASA）组,其间使用接触角测量仪检测表面亲水性的变化。另设单纯TNT组和无ASA的聚合物涂层（TNT-CS）组作为对照。通过扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪表征试样表面,使用紫外分光光度计测量试样表面ASA在磷酸盐缓冲液中的释放曲线。在试样表面培养MC3T3-E1细胞,采用CCK-8检测细胞活力,使用扫描电镜观察细胞形态。将试样植入SD大鼠股骨远端4周后,采用Micro-CT、HE染色和Masson染色评价试样骨结合效果。结果 LBL过程中材料表面的接触角呈波浪形上下波动,最终于TNT表面制得的聚合物涂层厚度约400 nm。聚合物涂层加载ASA后C元素含量增加,O元素含量...     

钛表面含锶纳米管化对大鼠间充质干细胞成骨分化影响的研究

目的在光滑钛表面构建载锶纳米管样结构,评价其对SD大鼠骨髓干细胞成骨分化的影响。方法采用阳极氧化、水热处理的方式在钛片表面形成纳米管、载锶纳米管样结构,通过扫描电镜、能谱分析检测其微观形貌和元素组成,通过细胞形态、黏附、增殖和基因、蛋白表达检测评价其体外生物学功效。结果氢氟酸溶液阳极氧化、氢氟酸溶液阳极氧化加含锶溶液水热处理可以在钛片表面形成纳米管、载锶纳米管结构,不同的表面形貌会影响细胞的形态、黏附和增殖功能,载锶纳米管能显著提高成骨分化相关基因和蛋白的表达水平(P<0.01)。结论载锶纳米管结构可在体外促进SD大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化,上调其成骨相关基因的表达。     

不同电压阳极氧化处理对金属钛表面形态和羟基磷灰石沉积作用的研究

目的探讨不同电压阳极氧化对二氧化钛(TiO2)纳米管形貌的影响及不同形貌TiO2纳米管体外沉积羟基磷灰石能力的差异。方法控制阳极氧化的电压(10V、20V、30V和40V),在钛基底表面制备不同结构TiO2纳米管,利用扫描电子显微镜观察纳米管的形貌。配置模拟体液(SBF),将未经阳极氧化处理的对照组及各试验组试件分别浸泡在SBF中3d、7d和14d,利用扫描电子显微镜观察各试件表面羟基磷灰石沉积状况,通过X射线光电子能谱分析(XPS)对钛试件表面沉积物进行定性、定量分析。结果随着氧化电压的增加,TiO2纳米管管径逐渐增大。随着在SBF中浸泡时间增加,沉积物增多。浸泡相同时间,60nmTiO2纳米管(氧化电压为30V)表面羟基磷灰石沉积物最多。结论阳极氧化的电压可以影响TiO2纳米管的形貌,浸泡模拟体液的时间与钛试件表面形貌均会影响羟基磷灰石的沉积。提示纳米管管径为60nm时,钛试件在模拟体液中促进羟基磷灰石沉积的能力最佳。     

纳米形貌钛种植体对骨质疏松大鼠骨结合的影响

目的:探讨钛种植体表面改性后形成的纳米形貌对骨质疏松大鼠骨结合性能的影响。方法:钛片和钛种植体经碱热和水热反应处理后为纳米结构组,未经表面处理为对照组。采用扫描电镜、能量色散光谱仪、接触角测量仪、蛋白吸附试验分析样品表面形貌、元素组成、亲水性和蛋白吸附能力。将骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞接种至样品表面,通过对细胞肌动蛋白和细胞核染色,观察细胞粘附形态;通过CCK-8法检测细胞增殖活性;通过qRT-PCR法检测细胞ALP、BMP-2、COL-1、OPN和OCN的基因表达。此外,采用双侧卵巢切除术建立大鼠骨质疏松模型,将两组钛种植体植入骨质疏松大鼠股骨髁,通过micro-CT分析种植体在体内骨结合情况。结果:表面改性后钛表面形成了纳米尺度形貌,具有较好的亲水性(P<0.01)和蛋白质吸附能力(P<0.05)。纳米形貌的形成显著促进了细胞粘附,细胞在纳米形貌钛片上展现出更好的增殖活性(P<0.05)。纳米形貌也促进了骨髓间充质干细胞ALP、BMP-2、COL-1、OPN和OCN的基因表达(P<0.01)。表面改性的钛种植体在骨质疏松大鼠体内有更好的种植体-骨接触率(P...     

钛表面TiO2纳米管仿生修饰对成骨细胞骨功能基因表达的影响

目的:钛种植体表面制备TiO₂纳米管并在其表面仿生构建钙磷涂层,探索该涂层对成骨细胞骨功能基因表达的影响。方法:采用阳极氧化法在钛基底表面制备TiO₂纳米管,并进行碱热处理后在其表面构建仿生钙磷涂层,扫描电镜观察其表面结构的改变,能谱分析其表面化学成分的改变,采用实时定量PCR检测成骨细胞在其表面骨相关基因表达差异。结果:仿生处理可以在TiO₂纳米管表面制备出纳米絮状的钙磷涂层,该涂层可以提高碱性磷酸酶和骨钙蛋白基因的表达(P<0.05)。结论:TiO₂纳米管仿生修饰更有利于成骨细胞的碱性磷酸酶和骨钙蛋白的基因表达。     

不同管径的二氧化钛纳米管对人牙周膜干细胞生物学行为的影响

目的:研究不同管径的二氧化钛(TiO2)纳米管对人牙周膜干细胞(PDLSCs)生物学行为的影响.方法:在光滑钛表面通过阳极氧化方法在5、10、20 V电压下分别制备TiO2纳米管形貌,将试样分为光滑钛组(Ti)、5 V纳米管组(NT5)、10 V纳米管组(NT10)和20 V纳米管组(NT20).分离、培养人PDLSCs,接种至TiO2纳米管表面,扫描电镜观察纳米管表面PDLSCs形态,通过Hoechst染色观察PDLSCs粘附情况,通过碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测PDLSCs的ALP活性,通过天狼星红染色观察PDLSCs的胶原分泌情况,通过茜素红染色观察PDLSCs的胞外基质矿化情况,通过实时定量RT?PCR检测PDLSCs的成骨及牙周相关基因的表达水平.结果:和光滑钛对比,在TiO2纳米管表面的PDLSCs呈纺锤丝样排列,并且伸出大量的丝状伪足和板状伪足;TiO2纳米管能够促进PDLSCs的粘附和胶原分泌;在成骨诱导液环境下,NT5和NT20的ALP染色表面活性优于Ti组;NT10组纳米管形貌表面形成大量矿化结节;纳米管促进了ALP表达,14 d时NT5和NT20在纤维连接蛋白基因和7 d时Runt相关转录因子2基因表达上调.结论:TiO2纳米管能够使PDLSCs展现不同的细胞骨架形态,促进其早期粘附、胶原分泌和胞外基质矿化,并影响了相关基因的表达.     

锶、钴共掺杂纳米管种植体对骨质疏松大鼠骨结合的影响

目的:通过构建掺锶、钴纳米管种植体植入骨质疏松大鼠体内,探究新型形貌种植体对骨结合的影响.方法:纯钛钛片经阳极氧化法和水热反应法构建5组不同形貌:光滑组(ST),纳米组(NT),纳米锶组(NT-Sr),纳米钴组(NT-Co)和纳米锶钴组(NT-Sr-Co),分别进行扫描电镜观察和X射线光电子能谱分析.将5组形貌种植体植...     

微/纳米化载锶涂层对骨髓间充质干细胞生物活性影响的研究

目的:评价微/纳米化载锶涂层对骨髓间充质干细胞(BMMSCs)生物活性的影响。方法:将纯钛片分为3组,A组:光滑组(未经任何处理,n=24);B组:氢氟酸(HF)酸蚀组(n=24);C组:HF酸蚀+磁控溅射组(n=27)。SEM观察钛片表面形貌;X射线能谱(EDS)分析其表面元素含量;表面接触角检测钛片表面亲水性;离子释放试验检测C组的锶离子释放情况。在3组钛片表面分别接种BMMSCs,观察BMMSCs早期粘附能力;MTT检测细胞增殖能力;ALP活性评估细胞成骨分化能力。结果:3组钛片经不同方法处理后,B组形成微米级表面形貌;C组形成微/纳米表面形貌,并载入了锶元素,且锶元素可以离子形式释放;B、C组的亲水性、细胞粘附及增殖能力均高于A组,且B组高于C组;C组表面细胞的ALP活性显著高于B组。结论:微/纳米化载锶涂层有助于促进BMMSCs的增殖和成骨分化能力。     

两种纳米形貌对MG63成骨细胞增殖、分化的影响

目的:评价钛表面纳米管和纳米颗粒形貌对MG63成骨细胞的增殖、分化能力的影响。方法:通过磁控溅射和阳极氧化技术制备纳米颗粒和纳米管形貌。采用扫描电镜和轮廓仪表征材料表面形貌以及粗糙度,并将MG63成骨细胞株与不同形貌的钛材料进行复合培养,检测1d、4d、7d的MTT值及4d、7d的碱性磷酸酶活性。结果:培养1d、4d、7d后,纳米管和纳米颗粒组MTT值高于对照组,7d时,纳米管组MTT值高于纳米颗粒组;培养7d后,纳米形貌实验组碱性磷酸酶活性明显高于对照组。结论:纳米管和纳米颗粒形貌均有利于成骨细胞的增殖和分化。相对于纳米颗粒,表面的纳米管形貌更有利于促进成骨细胞的增殖。     

TiO_2纳米管对MC3T3-E1前成骨细胞骨功能基因表达变化的影响

目的：研究阳极氧化TiO2纳米管对MC3T3-E1前成骨细胞骨功能基因表达变化的影响。方法：采用阳极氧化法在钛基底表面制备TiO2纳米管,扫描电镜观察其表面微结构,肌动蛋白染色研究细胞在材料表面的粘附生长情况,Real-time PCR技术系统分析材料对细胞骨功能基因表达的影响规律。结果：MC3T3-E1前成骨细胞在TiO2纳米管表面比光滑钛有更大的伸展面积,培养1周后,TiO2纳米管提高了细胞骨功能基因碱性磷酸酶、骨桥蛋白和骨钙蛋白的表达水平（P〈0.05）,培养2周后,骨功能基因表达水平与对照组之间没统计学差异。结论：TiO2纳米管可以促进MC3T3-E1前成骨细胞肌动蛋白组装,同时可以提高细胞骨功能基因的早期表达水平。     

不同管径二氧化钛纳米管的抗菌性能研究

目的:探讨不同管径二氧化钛纳米管的抗菌性能。方法:通过电化学阳极氧化法,在10、30和60 V三组电压下,于纯钛表面制备了3组二氧化钛纳米管NT10、NT30和NT60。扫描电镜观察试样的表面形貌,X射线衍射仪检测其晶体结构,接触角测试仪测量其接触角,原子力显微镜观察试样的表面形貌并比较表面粗糙度。将金黄色葡萄球菌和牙龈卟啉单胞菌接种到不同材料表面,扫描电镜观察菌落形态,活细菌平板计数活菌数。结果:3组二氧化钛纳米管的管径分别约为30 nm(NT10)、100 nm(NT30)和200 nm(NT60),X射线衍射结果显示3种二氧纳米管均出现了锐钛矿的衍射峰,接触角检测结果显示3种二氧化钛纳米管的接触角随着管径的增加而减小,原子力显微镜检测结果显示3组纳米管的粗糙度值均明显变小(其中NT30展示出最小的粗糙度值)。3种不同管径纳米管的表面活细菌数均明显减少,其中表面粘附金黄色葡萄球菌最少的是NT60,表面粘附牙龈卟啉单胞菌最少的是NT30。结论:纯钛表面纳米化制备二氧化钛纳米管后均不同程度地抑制了细菌的粘附。     

钛纳米管表面RGD修饰工艺的初步研究

目的：通过在TiO2纳米管表面构建RGD（Arg—Gly—Asp）活性肽阵列,掌握钛纳米管表面制备活性肽阵列的工艺方法。方法：通过阳极氧化法在纯钛表面制备TiO2纳米管阵列,通过扫描电镜、原子力显微镜和荧光显微镜研究化学偶联法将RGD组装在钛纳米管表面的工艺。结果：采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对钛纳米管预处理2h,然后用交联剂N-琥珀酰亚胺3-马来酸亚胺丙酸酯（SMP）连接钛纳米管上的氨基和RGDC中的硫醇基将RGDC组装在钛纳米管上。结论：使用化学偶联的方法,可将RGD短肽共价连接钛纳米管表面构成RGD生物活性涂层。     

阳极氧化TiO2纳米管的制备及其热稳定性的研究

目的:探讨使用阳极氧化制备TiO2纳米管的可行性以及热处理对TiO2纳米管的影响。方法:在0.5%HF溶液、20V电压的条件下对钛片进行阳极氧化处理1h制备TiO2纳米管,在不同温度下对TiO2纳米管进行热处理,用扫描电镜和X射线衍射仪观察热处理前后的表面形貌和物相成分。结果:钛表面形成了直径为70-100nm、管长为300nm的TiO2纳米管;300℃和450℃热处理的TiO2纳米管结构完整,600℃热处理的TiO2纳米管部分区域发生坍塌;700℃热处理的TiO2纳米管完全坍塌;300℃和450℃热处理的TiO2纳米管由无定形转变为锐钛矿,600℃热处理后TiO2纳米管转变成金红石。结论:阳极氧化法可制备出排列整齐、形貌均一的TiO2纳米管,热处理可改变TiO2纳米管的形貌和物相成分。     

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。     

喷砂酸蚀对钛铌锆锡合金表面成骨细胞粘附、增殖和分化的影响

目的:研究喷砂酸蚀(SLA)对钛及钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn,TNZS)表面形貌的影响,观察合金的形貌学特征,评价其生物相容性。方法:将试样分为钛机械打磨并抛光组(Ti组),钛铌锆锡机械打磨并抛光组(TNZS组),钛喷砂酸蚀组(Ti-SLA组)和钛铌锆锡喷砂酸蚀组(TNZS-SLA组),共4组。通过扫描电镜观察各组试样的表面形貌,3D激光共聚焦显微镜和接触角测量仪测量各组试样表面的粗糙度与亲水性。接种MC3T3-E1小鼠前成骨细胞于各组试样表面,检测细胞在试样表面的粘附、增殖与矿化的能力,评估其生物相容性。结果:SLA处理后在材料表面形成纳米级及微米级的凹坑,产生均匀分布的粗糙结构,经过处理后材料仍保持亲水性。细胞在TNZS组上短期粘附明显高于其它组(P<0.05),TNZS-SLA组细胞增殖、分化能力均明显高于其它组(P<0.05)。结论:喷砂酸蚀后材料表面相对于光滑材料表面能更有效的促进成骨细胞在其表面增殖、分化,经喷砂酸蚀的钛铌锆锡合金具有良好的细胞相容性。     

阳极氧化TiO2纳米管碱热处理对成骨细胞行为的影响

目的：研究碱热处理对阳极氧化法制备的TiO2纳米管形貌的影响,并对TiO2纳米管碱热处理后对成骨细胞行为的影响进行研究。方法：采用碱热法对钛纳米管进行表面改性,采用SEM对纳米管改性后的形貌进行观察,并以未做处理的TiO2纳米管作为对照组,实验组为不同碱热处理的TiO2纳米管,观察成骨细胞在其表面的生长情况。结果：碱热处理条件可以影响到TiO2纳米管的表面形貌,成骨细胞在未处理的TiO2纳米管表面增殖最好（48 h和72 h）,但成骨细胞在碱热处理后钛纳米管表面ALP活性最高（2周）。结论：碱热处理条件可以影响TiO2纳米管形貌,TiO2纳米管碱热处理后可以促进成骨细胞的分化。