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。     

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。     

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。     

胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架

背景：生物活性玻璃/胶原复合材料具有优良的成骨活性和的生物学性能,然而其在人体环境中易降解而导致支架溃散、力学性能下降。 目的：构建具有良好力学性能、抗降解性能和骨修复特性的胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架。 方法：以壳聚糖作为分散剂,将生物活性玻璃粉体预先在壳聚糖溶液中均匀分散,然后与胶原溶液混合,结合冷冻干燥法制备多孔胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合骨修复支架。采用傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、动态生物力学试验机等对复合支架的结构和性能进行表征。 结果与结论：由于壳聚糖和生物活性玻璃粉体在微酸性环境下的电荷吸引,使在壳聚糖中预分散的生物活性玻璃颗粒在复合支架中分散更均匀;壳聚糖的引入大量增加了机体中的羟基和氨基,使分子间的相互作用增强,显著提高了材料的抗压模量和强度;壳聚糖和胶原在分子尺度的混合,使胶原分子被壳聚糖包裹,降低了胶原酶对胶原分子的酶切能力,显著提高了复合支架的抗胶原酶解性;壳聚糖分子使生物活性玻璃颗粒更均匀的包裹在大分子基相中,减少了生物活性玻璃颗粒的团聚和暴露,导致复合支架在模拟体液中的矿化活性略微降低。     

纳米钛酸钙对鼠成骨细胞增殖与分化的影响

背景：以不同修饰剂制备的纳米钛酸钙具有良好的骨传导性、生物相容性及生物活性。目的：观察纳米钛酸钙材料对成骨细胞增殖、分化的影响。方法：分别以聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、柠檬酸钠为修饰剂制备纳米钛酸钙,同时制备无修饰剂的纳米钛酸钙。将制备的4组纳米钛酸钙分别配制为0.1,1.0,10 g/L的浸提液,MTT方法检测材料浸提液对乳鼠成骨细胞增殖及碱性磷酸酶活性的影响,以正常培养的细胞为对照。结果与结论：以聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、柠檬酸钠为修饰剂制备的纳米钛酸钙,无修饰剂的纳米钛酸钙在1.0,10 g/L质量浓度下可明显促进成骨细胞的增殖;上述4组纳米钛酸钙浸提液在1.0,10 g/L质量浓度下,培养3,6,9 d的细胞A值也高于对照组（P〈0.05,P〈0.01）,培养6,9 d的细胞碱性磷酸酶活性值均高于对照组（P〈0.05,P〈0.01）。表明以聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、柠檬酸钠、无修饰剂制备的钛酸钙对成骨细胞无毒性作用,可促进成骨细胞的增殖和分化。     

纳米化表面钛合金内植物的界面组织学和生物力学评价

背景：假体松动是造成人工关节置换失败和翻修的主要原因之一。材料表面处理能够促进假体和骨组织界面的骨整合,提高假体的稳定性。目的：研究纳米化表面钛合金（Ti6A14V）內植物在动物体内的骨整合情况。方法：基于严重塑性变形原理制备纳米化表面钛合金。在比格犬股骨髁间植入普通表面、羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金内植物,置入后3个月取材,处死前行影像学观察,处死后取带有内植物的股骨髁制作不脱钙骨组织磨片,行Van Gieson苦味酸一品红染色,观察内植物和骨组织界面组织学情况,并进行骨动力学参数计算。同时行推出实验,比较不同表面内植物和骨组织界面生物力学情况。结果与结论：影像学检查,见内植物和骨组织结合良好;界面组织学可见羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金与骨界面有大量成熟骨小梁直接结合,两者界面骨结合率相似（P〉0.05）,但都优于普通表面钛合金（P〈0.01）;推出实验显示羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金內植物和骨组织的结合力相似（P〉0.05）,但都优于普通表面钛合金（P〈0.001）。提示严重塑性变形原理制备的纳米化表面钛合金和羟基磷灰石表面钛合金一样具有成骨诱导活性,能够促进骨整合,具有良好的临床应用前景。     

HAF/YSZ梯度复合涂层的制备及结构和性能

背景：在钛合金基体表面制备涂层的方法多为等离子喷涂法、溶胶-凝胶法、离子束溅射法等,所制备的涂层性能不稳定、成分单一,且涂层物相组成较难控制。目的：采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体上制备含氟羟基磷灰石梯度复合涂层HAF/YSZ。方法：在Ti6Al4V基体上以射频磁控溅射技术制备含氟羟基磷灰石梯度复合涂层HAF/YSZ,利用X射线光电子能谱、扫描电镜等对涂层的成分分布、形貌、界面结合进行表征。通过模拟体液实验分析和评价HAF/YSZ涂层、HAF1.2涂层及羟基磷灰石涂层的生物性能。结果与结论：所制备的HAF/YSZ梯度涂层表面粗糙,呈多孔岛状结构,有利于新生骨组织生长;涂层与基体结合紧密,各层间相互扩散,整体一致性较好;经模拟体液浸泡后,涂层表面有新生物质沉积,表现出较好的生物活性及稳定性,且梯度复合涂层较氟含量单一的氟羟基磷灰石涂层具有更好的抗体液溶解能力及稳定性。     

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。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组（P〈0.05）,而增殖能力与对照组差异无显著性意义（P〉0.05）。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

医用镍钛形状记忆合金羟基磷灰石涂层的制备及其生物活性

背景：目前多采用等离子喷涂技术在钛及其合金表面涂覆羟基磷灰石涂层,制备成复合材料。但由于羟基磷灰石与钛合金基体的热膨胀系数相差较大,涂层在冷却过程中易产生脱落。目的：在医用镍钛形状记忆合金表面制备致密、均匀的羟基磷灰石生物陶瓷涂层,利用动物实验考查镍钛/羟基磷灰石涂层材料的生物相容性。方法：利用阴极旋转法在低温条件下从含钙、磷离子的电解水溶液中在镍钛形状记忆合金表面沉积了磷酸钙涂层,经碱处理获得羟基磷灰石涂层。分析工艺参数对涂层结构的影响。利用动物植入实验对该复合材料的生物活性进行研究,并与镍钛/羟基磷灰石与Ca3（PO3）2？2H2O混合涂层复合材料、医用镍钛形状记忆合金、医用钛合金进行对比。结果与结论：电化学沉积-碱处理方法适合在镍钛形状记忆合金表面制备羟基磷灰石生物活性陶瓷涂层,沉积电压、温度对涂层结构有强烈影响。4种不同材料植入动物体内后周围均出现不同程度的组织增生,在骨膜组织切片中都可见软骨细胞且有骨小梁形成,涂覆有羟基磷灰石涂层的植入材料组织反应较轻,相应的组织切片中所显示出的软骨细胞、骨小梁数量最多,分布均匀,表明羟基磷灰石涂层提高了医用镍钛形状记忆合金的生物活性。     

热化学法制备CaTiO_3涂层及涂层的生物相容性

背景：钛酸钙（CaTiO3）作为一种有前途的涂层,可应用于钛基医用植入体表面。目的：通过一种简单的热化学处理技术,在Ti6Al4V基体上制备均匀的CaTiO3涂层,同时通过培养成骨细胞观察涂层生物相容性。方法：通过将Ti6Al4V基体埋于无水硝酸钙（Ca（NO3）2）粉末中,并且升高温度;当温度处在Ca（NO3）2熔点以上时,在Ti6Al4V基体上能够生成一层均匀的CaTiO3层。同时在热化学处理温度为570℃的Ti6Al4V基体材料上进行成骨细胞培养,观察所制备涂层的生物相容性。结果与结论：该涂层转化只有在Ca（NO3）2熔点（561℃）以上时才会发生,同时随着处理温度的升高,CaTiO3晶体尺寸随之增大;经过热化学处理后的样品具有良好的生物相容性,对成骨细胞黏附、增殖具有更好的促进作用。该方法简单、有效,所制备的涂层具有良好的生物相容性,有望在钛植入体表面处理中获得应用,以提高金属表面与细胞、组织的相容性。     

新型多醛基海藻酸钠-肝素复合涂层的制备和筛选

背景：前期实验证明多醛基海藻酸钠-肝素复合涂层具有良好生物相容性和血液相容性,但对于最优制备条件和最优模式尚不清楚。目的：研制一种新型多醛基氧化海藻酸钠-肝素复合涂层,筛选新型涂层制备的最佳条件。方法：以正交实验筛选氧化海藻酸钠（或肝素）最优涂层条件,获得3种氧化海藻酸钠,肝素复合涂层模式,将复合涂层通过共价交联的方式固定到氨基化预处理,化学修饰的聚氯乙烯管道表面,从涂层物定量、蛋白黏附实验和表面接触角实验3个方面筛选最优复合涂层模式,并检测最优复合涂层的抗凝血性能。结果与结论：氧化海藻酸钠涂层物最优涂层条件为50％浓硫酸、0．05％聚乙烯亚胺、反应溶液pH值3．5、反应温度为40℃和氧化海藻酸钠质量浓度为2g／L。肝素涂层物最优涂层条件为70％浓硫酸、0．1％聚乙烯亚胺、反应溶液pH值3．5、反应温度为30℃和肝素质量浓度为0．1g／L。复合涂层物最佳涂层模式氧化海藻酸钠、肝素涂层量分别为（4．07±1．35）,（2．13±0．24）μg／cm2,此复合涂层具有良好的生物相容性及抗凝血性能。     

纯钛表面微弧氧化结合Ⅰ型胶原对成骨细胞黏附增殖的影响

目的 探讨微弧氧化(microarc oxidation,MAO)结合应用于纯钛种植体表面处理的可行性.方法 根据对纯钛钛片处理的不同将实验分为对照组(A组,不作处理)、MAO组(B组,纯钛片上进行MAO处理)及MAO加Ⅰ型胶原组(C组,纯钛片上MAO处理后吸附Ⅰ型胶原).将成骨细胞培养于各组钛片上,通过扫描电镜、MT...     

不同多肽修饰方法对纯钛微弧氧化膜层性能的影响

背景：理论上推测钛基-微弧氧化陶瓷膜-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列多肽的结合模式应具较好的力学和生物学性能。 目的：观察不同修饰方法固定RGD多肽后,钛基体微弧氧化膜层表面的微观结构和细胞增殖。 方法：取纯钛与微弧氧化纯钛试件共90枚,分3种方法固定RGD多肽,分别为RGD多肽物理吸附修饰纯钛组、RGD多肽物理吸附修饰微弧氧化组与RGD多肽化学偶联修饰微弧氧化组,每组30枚。应用荧光显微镜观察3组试件表面接枝效果,采用X射线光电子能谱扫描检测试样表面的RGD多肽含量。将3组试件分别与小鼠骨髓基质细胞培养,光镜观察各时间点的细胞黏附及增殖情况。 结果与结论：3组试样表面有大小不一、数量不等的绿色荧光亮点,在单位视野中,RGD多肽化学偶联修饰微弧氧化组荧光最强,提示此组试件接枝了更多的多肽。RGD多肽物理吸附修饰纯钛组试样表面仅含少量或微量多肽,RGD多肽物理吸附修饰微弧氧化组含多肽量居中,RGD多肽化学偶联修饰微弧氧化组含肽量最高。3组试件均无明显的细胞毒性,但RGD多肽化学偶联修饰微弧氧化组细胞生长情况最好。表明化学偶联法可以较好地将RGD多肽固定在含微弧氧化膜层的纯钛试样表面,无明显细胞毒性,有利于细胞的生长增殖。     

含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能

背景：提高钛种植体的抗菌性能,降低种植体周围炎的发生,是提高钛种植体成功率的有效方法。目的：观察含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能。方法：在纯钛表面先通过微弧氧化方法形成多孔二氧化钛,然后通过溶胶-凝胶法在其上形成含锌羟基磷灰石二氧化钛生物涂层。采用电感耦合等离子发射光谱仪测定各组钛样品Zn2＋的释放浓度;通过抑菌实验及扫描电镜观察接种于复合涂层钛样品表面的牙龈卟啉单胞菌黏附数量和形态。结果与结论：在Tris缓冲液中Zn2＋的释放浓度随着前体溶液中Zn/Ca摩尔比的增加而增加,牙龈卟啉单胞菌在复合涂层钛样品表面生长受到明显的抑制,黏附在材料表面的细菌形态发生改变。结果可见含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层具有较好的抑菌性能。     

镁合金AZ31B材料表性与成骨细胞的黏附

背景：镁合金对成骨细胞的生物学行为及早期黏附是否有影响尚不明确.目的：分析镁合金 AZ31B 的表性,并评价其对成骨细胞黏附的影响.方法：采用扫描电镜及能谱分析明确镁合金 AZ31B 的表面形态及元素组成.以蛋白吸附实验检测镁合金 AZ31B 与钛合金对蛋白的吸附能力.将镁合金 AZ31B 与钛合金分别与小鼠前成骨细胞 MC3T3-El共培养于24孔板内,观察培养2,6,24 h 的细胞黏附情况.结果与结论：扫描电镜可见镁合金 AZ31B 表面较为粗糙,有利于细胞在其表面的黏附.能谱分析结果表明镁合金 AZ31B 的主要元素有镁、铝、锌,其中镁约占96%,铝约占3%,锌约占1%,另有一些其他元素,含量较少.镁合金 AZ31B 与钛合金的蛋白吸附率差异无显著性意义.培养2 h 时,镁合金 AZ31B 与钛合金上的细胞黏附率差异无显著性意义;培养6,24 h,镁合金 AZ31B 上的细胞黏附率显著低于钛合金上的细胞黏附率（P 〈0.01）.培养于镁合金表面的成骨细胞贴壁展开,形态不规则,大多呈梭形,有较多突起,部分细胞间突起相互连接.表明镁合金 AZ31B 具有良好的细胞黏附性,适合于成骨细胞的早期黏附.