紫外光照射纳米钛表面生物抗老化的体外研究

目的：研究紫外光照射对老化TiO2纳米管表面理化性质和生物活性的影响。方法两步阳极氧化后的钛片避光保存8周,使其充分老化,紫外光照射48 h;利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测量仪分析新鲜、老化及紫外光照射组钛片表面微观结构、化学元素和接触角变化;以小鼠骨髓未分化间充质干细胞( MSCs)为细胞株,检测各组钛表面对细胞黏附、增殖及分化的影响,评价各组间生物学差异。结果 FESEM显示紫外光照射未改变钛表面TiO2纳米管形态, XPS结果显示老化组表面C元素含量显著增高,经紫外光照射后恢复到新鲜组水平,接触角检测显示老化组表面呈疏水性,紫外光照射组表面成超亲水性。体外细胞学实验显示,紫外光照射后钛表面有利于细胞黏附、增殖和分化。结论紫外光照射可去除钛表面碳氢化合物污染,提高表面亲水性,延缓时间因素造成的TiO2纳米管表面的生物活性降低。     

Ag2S@BSA存储液对纯钛表面成骨细胞行为的影响

目的：研究含牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）包裹的硫化银存储液对纯钛表面特性及成骨细胞生物学行为的影响。方法：纯钛试件经打磨清洗后分为4组,分别置于空气、生理盐水、BSA溶液、牛血清白蛋白包裹的硫化银溶液（BSA?coated Ag2S solution,Ag2S@BSA）中保存2周后,采用扫描电镜、X线能谱仪和光学接触角仪分析纯钛表面特性的变化;将MC3T3?E1成骨细胞接种于各组钛片表面,观察成骨细胞的黏附、增殖和分化行为。结果：扫描电镜和能谱分析结果显示,各组钛表面微形貌无明显差异,空气存储后未见明显改变,经生理盐水存储后钛表面散在分布氯化钠晶体,经BSA溶液存储后含碳有机物增加,经Ag2S@BSA存储后钛表面均匀吸附含硫和银元素的纳米颗粒。与其余3种存储方式相比,Ag2S@BSA溶液存储可显著减小钛表面水接触角,增大表面能,显著促进成骨细胞的黏附、增殖和成骨功能蛋白表达。结论：Ag2S@BSA存储液能优化钛表面特性,增强其成骨活性。     

纯钛钛片表面不同生物大分子涂层的比较研究

目的 探讨如何在纯钛钛片表面构建不同生物大分子涂层,以期找到合适的种植体表面涂层.方法 纯钛钛片表面经打磨抛光及氧化性混酸溶液处理(酸蚀组),设为对照,接着通过层层自组装技术将Ⅰ型胶原(COL)、透明质酸(HA)、壳聚糖(CHI)和多聚谷氨酸(PGA)引入到钛片表面(涂层组).采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、石英晶体微量天平(QCM)和接触角试验对钛片的表面进行表征.在各种钛片表面培养成骨前体细胞,检测其早期黏附、增殖及分化的能力.结果 SEM结果显示,各组涂层的表面非常相似、平整. XPS分析发现各组钛片表面元素成分氮的含量随着组装层数的增加而不断升高.接触角实验显示在纯钛表面组装生物大分子并没有损害基底面良好的亲水性.涂层组钛片较酸蚀组明显促进了成骨细胞的早期黏附、增殖和分化.胶原组[Ti-(COL/HA)₅-COL、Ti-(COL/PGA)₅-COL]较壳聚糖组[Ti-(CHI/HA)₅-CHI、Ti-(CHI/PGA)₅-CHI]具有更高的生物活性.而Ti-(COL/HA)₅-COL与Ti-(COL/PGA)₅-COL相比更能促进成骨细胞的黏附、增殖和分化.结论 生物大分子COL、HA、CHI和PGA能够通过LBL技术被成功地引入到纯钛钛片表面.Ti-(COL/HA)₅-COL具有较高的生物活性,可能有利于种植体的骨整合.     

龈上皮细胞在不同粗糙度纯钛表面黏附情况的研究

目的研究表面粗糙度对龈上皮细胞在纯钛表面黏附情况的影响。方法体外培养的龈上皮细胞在表面粗糙度不同的纯钛片表面培养,分别计数黏附在纯钛片表面的龈上皮细胞数目和细胞克隆数目。结果培养4 h后,不同粗糙度的纯钛表面均可见到龈上皮细胞黏附,培养48 h后在不同粗糙度的纯钛表面黏附的龈上皮细胞数量有差异,在培养72 h后不同粗糙度纯钛表面细胞克隆数也有差异。结论表面粗糙度对龈上皮细胞在纯钛表面的黏附有一定影响,光滑的纯钛表面可能更适合细胞黏附。     

钛表面喷砂－微弧氧化对骨髓间充质干细胞黏附和增殖的影响

目的：比较喷砂酸蚀法（SLA）、微弧氧化法（MAO）和喷砂－微弧氧化法（SL－MAO）处理钛植入体表面对骨髓间充质干细胞（BMMSCs）黏附和增殖能力的影响。方法采用SLA、MAO和SL－MAO处理钛表面（分别为SLA组、MAO组、SL－MAO组）,通过扫描电子显微镜（SEM）分析表面结构特征。分离培养SD大鼠BMMSCs,采用SEM观察细胞黏附情况,噻唑蓝法定量分析细胞增殖情况。结果 SLA组钛表面形成微米－亚微米复合多孔,但存在喷砂颗粒残留。 MAO组钛表面形成亚微米级微孔,但无微米级大孔结构。 SL－MAO组不仅能形成微米－亚微米复合多孔形貌,而且喷砂颗粒残留现象减小。 BMMSCs细胞黏附和MTT法增殖试验显示：第1～9天期间,SL－MAO组细胞数量与MAO组差异无统计学意义（P＞0.05）,MAO组和SL－MAO组细胞早期黏附和增殖速率均显著高于SLA组（ P＜0.05）。结论 SL－MAO能在钛植入体表面形成良好的微米－亚微米复合多孔形貌,其复合多级孔结构优于单纯使用微弧氧化处理,在膜层的完整性方面优于传统的喷砂酸蚀处理。在BMMSCs细胞早期黏附和促进细胞增殖方面,SL－MAO相比SLA具有显著优势,与MAO差异不显著。     

双酸酸蚀钛表面复合含钙纳米薄片膜层对成骨细胞行为的影响

目的：制备含钙纳米薄片膜层修饰的双酸酸蚀钛表面并评价其对成骨细胞行为的影响。方法：通过双酸酸蚀和氢氧化钙/双氧水混合溶液水热处理,制备2种含钙纳米薄片膜层修饰的双酸酸蚀钛表面（1 h、6 h处理组）。以大颗粒喷砂酸蚀（SLA）钛表面为对照组,2种含钙纳米薄片膜层修饰的双酸酸蚀钛表面为实验组,观察分析不同钛表面的微形貌和表面元素组成;将MC3T3-E1成骨细胞接种于各组试件表面,研究不同钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。结果：在双酸酸蚀钛表面制备形成2种形貌均一的纳米薄片膜层结构,均含有微量钙元素。相比于SLA钛表面,2种新型钛表面均有利于MC3T3-E1成骨细胞的黏附和增殖,显著增强成骨细胞的碱性磷酸酶活性,并上调成骨相关基因的表达。其中,1 h处理组性能更优。结论：双酸酸蚀钛表面复合含钙纳米薄片膜层能有效促进成骨细胞的黏附、增殖和分化。     

纯钛表面激光熔覆处理的进一步实验研究

目的 探讨激光熔覆后钛表面多孔形貌对细胞黏附、增殖和分化的影响.方法 在氩气保护环境中应用脉冲式掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)对45 μm钛粉颗粒在钛片表面进行激光熔覆,采用场发射扫描电镜(SEM)观察钛片表面微观形貌,能量弥散X射线谱(EDS)检测钛片表面成分;采用小鼠骨髓基质干细胞BMSCs体外培养评价喷砂酸蚀组(A组)和激光熔覆组(B组)的生物相容性.SEM观察BM-SCs在钛表面的黏附状况,细胞计数试剂盒(CCK-8)检测法和碱性磷酸酶(AKP)活性检测评价钛片对BMSCs增殖和分化的影响.结果 与A组比较,B组互相连通的多孔钛表面更有利于BMSCs的黏附,也有利于BMSCs细胞的增殖和分化.结论 激光熔覆处理钛片表面可促进BMSCs黏附、增殖及分化,有望成为一种有效有前景的钛表面处理方法.     

两种改性方法形成的氮化钛膜对纯钛表面变形链球菌黏附的影响

目的 比较磁拧溅射法和多弧离子镀法两种表面改性方法制备的氮化钛(TiN)涂层对纯钛表面变形链球菌黏附能力的影响.方法 制作相同规格的纯钛试件72片,随机分为抛光组(TA组)、磁控溅射TiN涂层组(TiN-MS组)及多弧离子镀TiN涂层组(TiN-MAIP组).TA组纯钛作为对照.在各组纯钛表面黏附变形链球菌,培养时间分别为24、48、72 h,每组不同时间各8个试件.用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 不同培养时间TA组纯钛表面的变形链球菌黏附量均显著多于TiN-MS组和TiN-MAIP组(P值均<0.05),后两组间的差异均无统计学意义(P值均>0.05).结论 磁控溅射法和多弧离子镀法均能明显减少细菌在纯钛表面的黏附,这两种改性方法对细菌黏附的影响无明显差异.     

纯钛表面不同处理方法对成纤维细胞生长影响的研究

将钛片随机分成光滑组、双重酸蚀喷砂组、氢氟酸酸蚀喷砂组、微弧氧化组,分别进行不同表面处理。将小鼠成纤维细胞接种于不同钛片表面,MTT 法检测成纤维细胞在不同钛片表面的黏附和增殖情况,并在培养24 h 后利用扫描电子显微镜观察成纤维细胞在试件表面的铺展形态。结果显示细胞黏附情况存在差异（P <0.05）,光滑组<氢氟酸酸蚀喷砂组<双重酸蚀喷砂组<微弧氧化组;细胞增殖测试中,微弧氧化组在各时间点都显著高于另外3组。相较其他3种表面处理方法,成纤维细胞能够在经微弧氧化处理的试件表面更好地黏附、增殖。     

不同表面处理的纯钛对血小板黏附特性的影响

目的:观察钛-血小板相互作用时不同表面处理的纯钛对血小板黏附特性的影响。方法:将商业纯钛片制备成4种不同表面形貌的样本,即抛光表面、酸蚀表面、大颗粒喷砂加酸蚀表面、碱热处理表面,样本经扫描电镜观察及静态接触角分析后,在其表面滴加新鲜制备的富血小板血浆,30 min后进行扫描电镜观察。结果:大颗粒喷砂加酸蚀表面黏附的血小板最多,且形变明显;酸蚀表面血小板的黏附量也较多,但形变较少,以球形居多;抛光表面和碱热处理表面黏附的血小板很少,局部甚至缺无。结论:纯钛表面复杂的微形貌有利于血小板的黏附,钛表面的润湿性对血小板的黏附特性也有影响,亲水性表面不利于血小板的黏附。     

Effect of hydrophilic modification of sandblasted,large-grit,acid-etchedtianium surface on adhesion and spreading behavioR of osteoblasts

目的 探讨亲水性处理喷砂大颗粒酸蚀(modSLA)钛表面对牙槽骨成骨细胞黏附及铺展行为的影响.方法 将人牙槽骨成骨细胞分别接种于喷砂大颗粒酸蚀(SLA)和亲水性modSLA的钛片表面.在接种后1、3、6、12、24 h,利用细胞计数法测定两种钛片表面的细胞黏附率,使用共聚焦激光扫描显微镜观测细胞骨架铺展情况并作荧光积分强度(IOD)定量检测,使用Image-Pro Plus 6.0软件测定各时间点细胞形状因子.结果 细胞接种后1、3 h,modSLA组表面细胞黏附率高于SLA组(P<0.05),而6、12、24 h后组间比较差异无统计学意义.接种1 h后,两组细胞形态呈圆形;接种3、6 h后两组细胞逐渐伸展,并形成丝状伪足与材料表面相连.细胞接种12 h后,与SLA相比,modSLA组表面细胞可以观察到较清晰的肌动蛋白结构、细胞铺展更充分.细胞接种3、6、12、24 h后 modSLA组IOD值显著高于 SLA组(P<0.05).随时间延长两种材料表面细胞的IOD值均显著增加(P<0.05).3、6、12 h mod SLA组细胞形状因子均值显著小于 SLA组,差异有统计学意义(P<0.05).随时间延长两种材料表面细胞的形状因子均显著减小,差异有统计学意义(P<0.05).结论 亲水性化学处理能显著促进人牙槽成骨细胞在SLA钛表面的黏附、铺展.     

亲水性处理喷砂大颗粒酸蚀钛表面对成骨细胞黏附及铺展的影响

目的探讨亲水性处理喷砂大颗粒酸蚀(modSLA)钛表面对牙槽骨成骨细胞黏附及铺展行为的影响。方法将人牙槽骨成骨细胞分别接种于喷砂大颗粒酸蚀(SLA)和亲水性modSLA的钛片表面。在接种后1、3、6、12、24 h,利用细胞计数法测定两种钛片表面的细胞黏附率,使用共聚焦激光扫描显微镜观测细胞骨架铺展情况并作荧光积分强度(IOD)定量检测,使用Image-Pro Plus 6.0软件测定各时间点细胞形状因子。结果细胞接种后1、3 h,modSLA组表面细胞黏附率高于SLA组(P<0.05),而6、12、24 h后组间比较差异无统计学意义。接种1 h后,两组细胞形态呈圆形;接种3、6 h后两组细胞逐渐伸展,并形成丝状伪足与材料表面相连。细胞接种12 h后,与SLA相比,modSLA组表面细胞可以观察到较清晰的肌动蛋白结构、细胞铺展更充分。细胞接种3、6、12、24 h后modSLA组IOD值显著高于SLA组(P<0.05)。随时间延长两种材料表面细胞的IOD值均显著增加(P<0.05)。3、6、12 h mod SLA组细胞形状因子均值显著小于SLA组,差异有统计学意义(P<0.05)。随时间延长两种材料表面细胞的形状因子均显著减小,差异有统计学意义(P<0.05)。结论亲水性化学处理能显著促进人牙槽成骨细胞在SLA钛表面的黏附、铺展。     

纯钛表面加载RGD多肽的体外实验研究

目的 探讨纯钛表面加载RGD多肽进行生物功能化修饰的可行性.方法 借助电化学和分子自组装技术在纯钛表面构建TiO2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽活性层,采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)对各组钛片进行表面形貌和元素组成分析.培养小鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),对处理前后的钛片进行体外生物活性评价.结果 SEM和XPS显示,两步阳极氧化后在纯钛表面形成蜂窝多孔的TiO2纳米管,多巴胺在TiO2纳米管上自聚合成聚多巴胺涂层,同时向外接枝偶联RGD多肽,最终在纯钛表面成功形成了TiO2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽活性层,体外细胞培养显示,该活性层有利于细胞黏附、增殖和分化.结论 RGD多肽功能化修饰的钛片有良好的生物相容性,这种钛表面功能化修饰法可望用于改善钛种植体,提高骨结合.     

纯钛表面两种改性方法对粘性放线菌黏附能力的影响

目的 比较两种表面改性方法(磁控溅射和多弧离子镀)制备的氮化钛涂层对纯钛表面粘性放线菌黏附能力的影响.方法 将相同规格的纯钛试件72片随机分为抛光对照组、磁控溅射TiN涂层组、及多弧离子镀TiN涂层组三组各24片,在其表面黏附粘性放线菌,用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 多弧离子镀TiN涂层组,磁控溅射TiN涂层组均与对照组粘性放线菌黏附量之间的差异有高度统计学意义(P<0.01),两种方法涂层后,纯钛表面粘性放线菌黏附量明显减少,而这两种表面改性组之间粘性放线菌黏附差异无统计学意义(P>0.05).结论 磁控溅射和多弧离子镀两种改性方法形成的纯钛表面氮化钛层减少了粘性放线菌在其表面的黏附,且这两种改性方法之间对粘性放线菌黏附的影响无差异.     

钛表面双层纳米管制备及生物活性的测定

采用电化学两步阳极氧化法在钛表面制备纳米管,光滑纯钛作为对照组,通过场发射电镜、X射线能量色散谱和原子力显微镜观察分析试件表面微观形貌、元素组成和三维形貌并计算粗糙度。体外培养小鼠骨髓间质干细胞( BM-SCs)进行生物活性的测定。结果显示在钛表面制备出有序的双层蜂窝状二氧化钛纳米管阵列,纳米管的表面由钛和氧元素组成,纳米管组粗糙度值大于光滑组,两组间比较差异有统计学意义(P<0.05),纳米管组试件促进了BMSCs的黏附、增殖和分化。     

钛表面载钙磷/银复合膜层的特征及对成骨细胞黏附的影响

目的通过微弧氧化法对钛表面进行改性,在钛表面制备含钙磷/银抗菌膜层,探讨改性后钛表面的理化性能及对人成骨细胞样成骨细胞株MG63黏附形成的影响。方法将钛片分3组,M组为纯钛机械加工组,MAO组为钛表面微弧氧化膜层含钙磷元素组,MAO-Ag组为钛表面微弧氧化膜层载钙磷/银组。应用微弧氧化电源装置对MAO、MAO-Ag组钛片进行表面改性,通过SEM-EDS对钛表面形成的氧化膜进行表面形貌及元素分析,表面接触角测试仪分析其亲水性,分析其粗糙度及表面轮廓。将人成骨细胞株MG63接种于3组钛片表面,培养2、4、8 h时利用Hoechst 33342染色,显微镜下拍照、计数,计算钛片表面成骨细胞的黏附率。结果 SEM显示微弧氧化处理后,MAO、MAO-Ag组纯钛表面生成微孔结构的氧化膜,直径1～5μm。MAO组钛片表面氧化膜层中含Ti、O、Ca、P 4种元素,MAO-Ag组中含Ti、O、Ca、P、Ag 5种元素,各种元素在钛表面均匀分布;MAO、MAO-Ag组微弧氧化试样表面接触角明显大于M组(P<0.05),粗糙度明显大于M组(P<0.05),MAO、MAO-Ag组之间差异无统计学意义。MG63培养2、4 h,MAO、MAO-Ag组表面黏附的细胞明显多于M组表面,差异有统计学意义(P<0.05),MAO、MAO-Ag组之间差异无统计学意义。培养8 h后,3组之间差异无统计学意义。结论通过微弧氧化法可在钛表面形成含钙磷/银的氧化膜层,该层可促进成骨细胞早期在其表面黏附,提示其具有良好的生物相容性,可以用于进一步的动物及临床试验研究。     

TPS和TiO2喷砂处理钛片表面对成骨细胞生长影响的体外研究（摘要）

目的研究以TPS和不同粒度TiO2喷砂处理的钛片表面对成骨细胞形态、粘附、增殖和分化的影响.方法采用TiO2对纯钛钛片表面进行喷砂（sandblasted）处理,根据TiO2粒度的不同分为三组,     

纯钛表面吸附硫酸软骨素A对成骨细胞生长的影响

目的：在体外研究纯钛表面吸附硫酸软骨素A(CS-A)后对成骨细胞生物学行为的影响。方法：在吸附不同浓度的CS-A钙处理钛片表面培养成骨细胞,检测其生长情况、碱性磷酸酶活性及细胞层钙含量。结果：钙处理钛片在吸附CS-A后促进了成骨细胞的增殖,增加了成骨细胞层钙聚集,促进成骨细胞的矿化,同时还增高了成骨细胞的碱性磷酸酶活性,促进了细胞的分化。结论：钛吸附CS-A后提高了其生物相容性。     

纯钛表面复合胶原蛋白凝胶涂层改性及其生物学性能初探

目的：在纯钛表面制备生物胶原蛋白涂层,并探究其对成骨细胞行为的影响。方法：将Ⅰ型胶原蛋白制成凝胶,并附着于纯钛试件表面形成生物胶原蛋白涂层。以光滑钛表面为对照组,胶原蛋白涂层改性钛表面为实验组。采用扫描电镜观察试件表面微形貌,X射线光电子能谱（X?ray photoelectron spectroscopy,XPS）分析试件表面元素组成,红外光谱测试仪（fouriertransform infrared spectrometer,FT?IR）检测试件表面基团,接触角仪检测试件表面亲水性。体外培养MC3T3?E1成骨细胞,通过激光共聚焦显微镜、CCK?8、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）以及Western blot评价钛表面成骨细胞的黏附、增殖和分化能力。结果：扫描电镜观察发现实验组试件表面机械划痕变浅,XPS元素分析和FT?IR检测证实钛表面存在胶原蛋白涂层。接触角测量结果显示,实验组试件较对照组具有更好的表面亲水性。体外细胞实验结果显示,胶原蛋白涂层钛表面能促进成骨细胞的黏附和增殖活性,并上调ALP活性以及成骨相关蛋白Runx2、Osterix和OCN的表达。结论：纯钛表面复合胶原蛋白凝胶涂层改性能增强钛表面亲水性,促进成骨细胞的黏附、增殖和分化。     

骨髓间充质干细胞与不同表面处理钛片的生物相容性研究

目的 通过观察大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone mesenchymal stem cells,rBMSCs)在微弧氧化处理(micro-arc oxidation,MAO)、喷砂处理(sandblasting)和光滑(smooth)钛片表面的粘附和增殖情况,评价MAO钛片、喷砂处理钛片和光滑钛片之间的生物相容性差别. 方法将钛片分为3组:MAO组,喷砂组及光滑组.扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察MAO钛片表面形貌特征,能谱分析仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)检测其表面主要元素含量.从大鼠股骨骨髓取材并培养rBMSCs,其成骨能力通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色和茜素红染色进行鉴定.3组钛片分别置于3个24孔板内,每孔1片,每板20片.取生长良好的第3代rBMSCs,接种到3组钛片表面,在接种细胞后第1、3、5、7天每组分别取出5枚钛片,1个行扫描电镜观察,另外4个行细胞计数.观察rBMSCs在不同材料表面的粘附、增殖情况.结果 电镜下MAO钛片表面有无数2～10 μm的微孔,能谱分析结果主要元素为钙、磷;rBMSCs经过20 d成骨诱导后ALP染色及茜素红染色阳性,证明rBMSCs有分化为成骨细胞的能力;rBMSCs在MAO钛片表面的增殖优于喷砂组和光滑组.结论 大鼠骨髓间充质干细胞在多孔,富含钙、磷元素的MAO钛片表面的粘附及增殖均优于其它组,MAO钛片比喷砂处理钛片和光滑钛片具有更良好的生物相容性.