壳聚糖-酪蛋白磷酸肽修饰钛合金表面的成骨细胞黏附与增殖

背景:钛合金表面只有吸附某些有机分子才能使生长因子活化,促进细胞增殖,从而激活周围的骨细胞发挥作用.目的:在钛合金种植体表面制备生物活性涂层,寻找一种有效促进骨整合的方法.方法:采用多步组装方法在硅烷偶联剂修饰的钛合金表面依次接枝壳聚糖与0,5,10 g/L的酪蛋白磷酸肽,形成生物活性复合涂层,以未修饰的钛合金为对照.将经过不同处理的钛合金与成骨细胞共培养,利用细胞计数法、荧光染色法、MTT比色法评价涂层的生物学性能.结果与结论:与未修饰的钛合金相比,在壳聚糖上接枝酪蛋白磷酸肽后,钛合金表面成骨细胞的早期黏附与增殖明显提高 (P < 0.05),并且随酪蛋白磷酸肽质量浓度的增大促进作用显著增强(P < 0.05).说明制备的壳聚糖-酪蛋白磷酸肽复合涂层可以显著提高成骨细胞的功能,增强钛合金的生物学性能,有望成为有效促进骨整合的方法.     

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。     

酪蛋白磷酸肽-磷酸钙溶液对牙釉质再矿化的影响

背景:酪蛋白磷酸肽-磷酸钙的作用时间和效力均强于普通只含钙磷的再矿化液,实验室及人体研究证明其能使牙釉质缺损再矿化,但研究多集中于釉质表面的微脱矿.目的:拟通过酸蚀剂处理形成不同深度的釉质表面脱矿形态,观察酪蛋白磷酸肽-磷酸钙溶液对牙釉质再矿化的影响.设计、时间及地点:对照观察实验,于2008-05/07在兰州大学口腔医院完成.材料;离体牙釉质块收集于兰州大学口腔医院外科门诊需拔除的正畸上颌第一前磨牙20个.方法:选取需拔除的正畸上颌第一前磨牙20个,随机分为2组,每组10个,分别用35%磷酸凝胶、20%磷酸凝胶对牙冠颊、腭面酸蚀处理60s,每颗牙牙冠沿近远中向纵剖,一半置于酪蛋白磷酸肽-磷酸钙再矿化液中矿化10d,另一半作为对照置于去离子水中.比较两种材料酸蚀及再矿化后的形态改变.主要观察指标:扫描电镜观察牙釉质表面在酸蚀后和酪蛋白磷酸肽-磷酸钙液再矿化后的表面形态改变.结果:采用35%磷酸凝胶、20%磷酸凝胶酸蚀后形成深、浅两种不同釉质酸蚀表面结构,呈鱼鳞状,经酪蛋白磷酸肽-磷酸钙再矿化液处理后酸蚀釉质表面都有大量的矿化物沉积,颗粒细小,沉积不均匀,逐渐变平,两种结构间无明显区别.结论:实验表明酪蛋白磷酸肽-磷酸钙可促进脱矿釉质再矿化,再矿化程度与釉质表面形态无关.     

钛合金表面纳米化对成骨细胞黏附的影响

目的：观察钛合金表面纳米化对成骨细胞黏附的影响。方法：实验于2004-06／2005-06在上海市第六人民医院实验室完成。对SD大鼠成骨细胞进行原代培养。成骨细胞的鉴定：①倒置相差显微镜下观察细胞形态。②碱性磷酸酶染色（偶氮偶联法）。③成骨结节四环素染色：荧光显微镜观察，矿化结节呈金黄色。将成骨细胞分别与表面光滑的钛合金、表面粗糙的钛合金和表面纳米化的钛合金共同培养，一定时间后用细胞计数和扫描电镜观察等技术进行比较。结果：①材料表面特征：光滑钛合金表面除少量滑痕外无任何起伏。而粗糙钛合金表面有较大的不规则起伏，形成微米级的孔隙。纳米钛合金表面可见形成多孔纳米结构，在微米级的大孔内还有纳米级的小孔。②细胞培养和鉴定：倒置相差显微镜观察可见接种的骨组织块贴壁一两天后骨块边缘可见少量呈短梭形、三角形的细胞游离出。随培养时间延长，骨块边缘细胞增多，并向瓶壁周围移行。约2周后，细胞培养瓶底可形成一单层细胞，呈集簇状生长。未传代的细胞生长至三四周后细胞呈复层状生长，在其中心部细胞密集并可发生钙化。形成肉眼可见的散在白色点状物。（3）吖啶橙染色、计数及分析：随时间的延长3种材料上黏附的细胞均明显增加（P〈0．01）。在1，2，4h3个同一时间段，黏附的成骨细胞数纳米〉粗糙〉光滑（P〈0．01），且SNK检验两两比较差异显著。由此可见，成骨细胞在表面纳米化钛合金表面达到早期黏附。④电镜观察：成骨细胞与材料共培养1h后3种钛合金表面的成骨细胞数量纳米〉粗糙〉光滑。纳米表面的细胞大多已经伸展开来。并有较多突起，而在光滑和粗糙表面的细胞还呈球形，没有伸展开来。同时可以发现在粗糙和纳米钛合金表面的成骨细胞更倾向于黏附在材料的颗粒界面。结论：纳米化钛合金能明显促进成骨细胞的早期黏附。表面纳米化技术不仅保持材料的生物力学性能，而且使其具有纳米生物学的优点。     

钛合金表面纳米化对成骨细胞黏附的影响

目的:观察钛合金表面纳米化对成骨细胞黏附的影响。方法:实验于2004-06/2005-06在上海市第六人民医院实验室完成。对SD大鼠成骨细胞进行原代培养。成骨细胞的鉴定:①倒置相差显微镜下观察细胞形态。②碱性磷酸酶染色(偶氮偶联法)。③成骨结节四环素染色:荧光显微镜观察,矿化结节呈金黄色。将成骨细胞分别与表面光滑的钛合金、表面粗糙的钛合金和表面纳米化的钛合金共同培养,一定时间后用细胞计数和扫描电镜观察等技术进行比较。结果:①材料表面特征:光滑钛合金表面除少量滑痕外无任何起伏。而粗糙钛合金表面有较大的不规则起伏,形成微米级的孔隙。纳米钛合金表面可见形成多孔纳米结构,在微米级的大孔内还有纳米级的小孔。②细胞培养和鉴定:倒置相差显微镜观察可见接种的骨组织块贴壁一两天后骨块边缘可见少量呈短梭形、三角形的细胞游离出。随培养时间延长,骨块边缘细胞增多,并向瓶壁周围移行。约2周后,细胞培养瓶底可形成一单层细胞,呈集簇状生长。未传代的细胞生长至三四周后细胞呈复层状生长,在其中心部细胞密集并可发生钙化,形成肉眼可见的散在白色点状物。③吖啶橙染色、计数及分析:随时间的延长3种材料上黏附的细胞均明显增加(P<0.01)。在1,2,4h3个同一时间段,黏附的成骨细胞数纳米>粗糙>光滑(P<0.01),且SNK检验两两比较差异显著。由此可见,成骨细胞在表面纳米化钛合金表面达到早期黏附。④电镜观察:成骨细胞与材料共培养1h后3种钛合金表面的成骨细胞数量纳米>粗糙>光滑。纳米表面的细胞大多已经伸展开来,并有较多突起,而在光滑和粗糙表面的细胞还呈球形,没有伸展开来。同时可以发现在粗糙和纳米钛合金表面的成骨细胞更倾向于黏附在材料的颗粒界面。结论:纳米化钛合金能明显促进成骨细胞的早期黏附。表面纳米化技术不仅保持材料的生物力学性能,而且使其具有纳米生物学的优点。     

成骨细胞和成纤维细胞黏附及增殖：不同宽度表面均一平行沟槽的影响

背景：生物相容性材料表面的微结构可影响真核细胞的黏附和增殖。目的：观察纯钛表面的微结构对成骨细胞和成纤维细胞黏附及增殖的影响,探索优化种植体体部及穿龈部位的材料形貌特征。方法：在光滑的钛片表面设计并制备深度为2μm,宽度分别为100,50,20,10,5μm的5种均一平行微米沟槽,以光滑钛片作为对照,测定样品的粗糙度和亲水接触角。在体外对不同形貌的钛片分别进行成骨细胞MG63和成纤维细胞L929复合培养。结果与结论：微米沟槽钛片的亲水性和粗糙度较光滑钛片均有所增加。不同尺度的沟槽对不同细胞黏附和增殖的影响不同,均一平行沟槽结构普遍促进成纤维细胞的黏附和成骨细胞的增殖（P〈0.05）;而当沟槽的尺寸接近细胞的形态和大小时对细胞行为有负面影响。     

珍珠层人工骨对成骨细胞在体内外增殖的作用

目的:通过成骨细胞与珍珠层/聚乳酸人工骨复合后在体内外增殖的研究,探讨珍珠层/聚乳酸人工骨的生物相容性。方法:将新西兰大白兔成骨细胞种植到珍珠层/聚乳酸人工骨材料上,用四唑盐(MTT)比色法、扫描电镜研究成骨细胞在体外增殖情况;在体外用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)标记成骨细胞,并将标记的同种异体成骨细胞接种于珍珠层/聚乳酸人工骨表面,复合培养1周后植入体内,采用免疫组化法,与体外检测孔对比,检测成骨细胞在体内的存活、增殖情况。结果:MTT法显示随培养时间的延长,细胞在材料表面不断增殖;电镜显示,体外细胞在材料表面及孔隙中附着、生长良好,存在接触抑制现象;成骨细胞与珍珠层/聚乳酸人工骨复合后能在体内继续存活并增殖。结论:珍珠层/聚乳酸人工骨对成骨细胞在体内外增殖无明显影响,具有良好的生物相容性。     

脱细胞基质骨与成骨细胞和血管内皮细胞的生物相容性

目的:采用自行研制的脱细胞基质猪肋骨作为支架材料,复合兔成骨细胞和血管内皮细胞,对其生物相容性、抗原性和细胞毒性进行观察。方法:实验于2003-04/10在四川大学华西医院人类疾病生物治疗教育部重点实验室完成。用物理、化学方法制备脱细胞基质猪肋骨。体外培养兔成骨细胞、血管内皮细胞。而后将试验分成3组进行。①成骨细胞组:将成骨细胞与脱细胞基质骨材料复合。②血管内皮细胞组:血管内皮细胞与脱细胞基质骨材料复合。③成骨细胞 血管内皮细胞组:成骨细胞 血管内皮细胞与脱细胞基质骨材料复合。④对照组:单纯成骨细胞。于培养1,3,5,7d分别用倒置相差显微镜、组织学切片和扫描电镜观察脱细胞基质异种骨的生物相容性、抗原性;用流式细胞仪检测材料对细胞周期和DNA含量的影响,了解材料对细胞有无毒性的影响。结果:①脱细胞基质骨扫描电镜观察:脱细胞基质骨的骨小梁结构完整,骨陷窝空虚,未见细胞成分残留。②各组细胞的生长、分化和增殖情况倒置相差显微镜观察:3组细胞与脱细胞基质骨材料复合培养12h后,细胞在各组材料表面和孔隙内均可黏附和生长。③组织学观察:MASSON染色显示3组细胞在材料表面和孔隙内大量增殖,并分泌细胞外基质。以成骨细胞 血管内皮细胞组材料表面黏附的细胞数量最多。组织学切片染色显示,各组细胞沿材料边缘紧密附着,细胞与材料的组织相容性良好。④各组细胞黏附、生长、增殖和基质分泌情况扫描电镜观察:3组细胞与材料复合培养5d后,细胞紧密黏附在材料表面。成骨细胞呈梭形或多角形,相邻细胞间有突起相互连接。血管内皮细胞呈椭圆形,有角状突起,与材料附着紧密。其中,成骨细胞 血管内皮细胞组材料表面黏附大量细胞,并有较多胶原形成。血管内皮细胞组材料表面胶原形成很少。⑤细胞周期和DNA含量:成骨细胞 血管内皮细胞组1d,3dDNA合成期高于单独细胞组,无异倍体细胞。结论:脱细胞基质骨具有良好的生物相容性、极低的抗原性、无细胞毒性和致瘤性。成骨细胞与血管内皮细胞联合培养细胞在脱细胞基质异种骨中有很强的增殖潜力。     

镍钛形状记忆合金表面改性后与成骨细胞的生物相容性

背景:尽管记忆合金在现代医学领域有着很广泛的应用(如骨科、牙科等),但不仅人的体液会对材料的稳定性造成影响,而且材料所释放的离子也对人体造成毒副作用.所以为了能够在临床更进一步使用这类记忆航?对其进行表面改性是非常重要的.目的:比较类金刚石镀膜形状记忆合金和非镀膜记忆合金与体外培养成骨细胞的生物先菪?设计、时间及地点:对比观察,于2005-03/06在兰州大学第二医院骨科研究所完成.材料:材料为规格为6 min×7 mm×0.5 mm的类金刚石镀膜镍钛记忆合金和相同规格的非镀膜镍钛记忆合金各30片,由兰州大学材料学院提供.方法:将2种不同的镍钛合金分别加入12孔培养板中,将第3代成骨细胞悬液用DMEM培养基调节成10×108L-1,等体积加入培养孔中,37℃、体积分数为5%CO2培养箱中培养.主要观察指标:细胞的增殖情况;收集第1.2,3.4,5天的细胞培养液,测定其中的碱性磷酸酶活性和镍离子的含量.结果:类金刚石镀膜镍钛记忆合金组的细胞增殖率及培养液中碱性磷酸酶活性明显高非镀膜组;培养液中镍离子含量明显低于非镀膜组(P<0.05).结论:类金刚石镀膜记忆合金的组织相容性明显优于非镀膜记忆合金.     

纳米银抗菌钛表面对成骨细胞早期生物学行为的影响

目的探讨纳米银抗菌钛板对成骨细胞早期生物学行为的影响。方法采用水相硅烷化的方法制备纳米银抗菌钛板（实验组）,并以钛表面抛光处理（光滑组）及湿化学处理（湿化学处理组）作为对照,将成骨细胞接种于三组样品表面,检测样品表面细胞形态、细胞增殖及碱性磷酸酶（AIP）活性,分析3组样品成骨细胞早期生物学行为的变化。结果实验组细胞形态明显优于光滑钛片,成骨细胞在3组样品表面细胞增殖及碱性磷酸酶活性检测差异无统计学意义（P〉0．05）。结论经过纳米银改性后的钛片对成骨细胞早期生物学行为无不良影响。     

RGD肽修饰纯钛表面成骨细胞生物合成功能的研究

目的:评价精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)肽修饰纯钛表面对成骨细胞生物合成功能的影响.方法:通过分子自组装技术在纯钛表面接枝RGD肽,测定表面培养成骨细胞蛋白的合成、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(BGP)的表达.结果:RGD肽修饰后材料表面细胞总蛋白合成、ALP活性提高,骨钙素表达提前.结论:RGD肽修饰纯钛表面对大鼠成骨细胞分化合成有明显促进作用.     

喷砂复合微弧氧化处理纯钛表面后对成骨细胞活性的影响

目的：研究喷砂复合微弧氧化处理纯钛材料后成骨细胞的附着、增殖及活性,从而探讨喷砂复合微弧氧化处理技术在钛种植体表面改性中的应用价值和可能性。方法首先将实验分为3组：A组为纯钛对照组、B组为喷砂酸蚀（SLA）组、C组为喷砂复合微弧氧化组,每组35片;取第4代成骨细胞接种于处理好的3组钛片上,培养到测定的时间点;在细胞对数生长期每组取1块钛片,采用扫描电镜观察成骨细胞在钛片表面生长的情况并拍片记录。用血球计数板记录每组钛片表面在1、2、3、6、7、8 d的细胞数,观察细胞的生长曲线。通过MTT比色法测定不同时间点各组细胞的毒性与存活、增殖情况。用碱性磷酸酶（ALP）ELISA检测试剂盒检测细胞的活性。结果MTT法细胞毒性与存活、增殖的测试中,培养1、2 d中测得的各组成骨细胞差异无统计学意义（P>0.05）;培养3 d后细胞增殖率具有统计学意义（P<0.05）,喷砂复合微弧氧化组>SLA组>纯钛对照组。ALP活性检测中,3、6 d两个检测时间点上,各组ALP活性都具有统计学意义（P<0.05）,第6天的活性比3d前有明显增高,喷砂复合微弧氧化组>SLA组>纯钛对照组。结论喷砂复合微弧氧化处理方法比传统的表面改性处理方法更具优势。     

纯钛表面微形态可影响成骨细胞生长及β1整合素表达

背景:目前微弧氧化和渐热处理是常见的两种钛种植体表面化学成分改性方法。目的:观察纯钛表面微形态对成骨细胞生长的影响。方法:将原代培养的小鼠成骨细胞与不同表面处理的钛片:纯钛组、微弧氧化组、碱热组、微弧氧化碱热处理组共同培养。结果与结论:扫描电镜观察微弧氧化碱热处理组表面附着细胞呈扁平的多边形,且有更好的伸展,成骨细胞中β1整合素表达显著高于其他3组(P<0.05)。提示微弧氧化碱热处理组更有利于成骨细胞的黏附和β1整合素的表达。     

钛及钛合金表面生物活性改性及效果评价

背景：钛及钛合金是常用的医用生物材料,其具有良好的生物相容性,但其缺乏骨诱导的能力,其与骨组织之间只是一种机械性的接触。目的：概述钛及其合金表面生物活性改性的方法及对于改性后效果评价的方法,为临床应用提供参考。方法：应用计算机检索PubMed数据库,CNKI数据库中关于钛及钛合金表面生物活性改性的文章,英文检索词为＂titanium,titanium alloy,coating,bioactivity,bone＂,限定文献语言种类为＂English＂,中文检索词为＂钛,钛合金,涂层,活性改性,骨组织＂,限定文献语言种类为中文。结果与结论：在表面生物活性改性的方法中,主要有等离子体喷涂法、微弧氧化法、溶胶-凝胶法及生物仿生法等。钛及钛合金表面的活性涂层已经从单一涂层发展到复合涂层、梯度涂层、纳米梯度涂层,同时多种改性技术的联合运用,也让钛及其合金表面的涂层性能更加完善。对于改性后的效果研究,主要以模拟体液浸泡、成骨细胞培养,亲骨荧光素染色及放射影像学观察为主。对钛及钛合金进行表面生物活性改性是个复杂的工程,既要考虑改性后涂层骨诱导的能力,同时也需要兼顾涂层与基体结合强度的问题。只有对涂层组层进一步研究并利用多种技术对钛及钛合金表面进行处理,才能使其表面的涂层活性更高,并且结合牢固。