选择性激光熔覆微孔钛试件制备及体外生物学评价

目的 探究经碱酸热处理的选择性激光熔覆微孔钛在体外生物学活性方面是否具有优势.方法 制备光滑组(PT组)、喷砂酸蚀组(SLA组)、亲水组(ModSLA组)、选择性激光熔覆组(SLM组)、选择性激光熔覆-碱酸热处理组(SLM-T组)5种不同的钛表面,对各组试件表面人类血清白蛋白(HSA)吸附行为进行研究,在各组试件表面接种小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行培养,评价不同钛试件表面的体外生物学活性.结果 在5、10、20、40、60 min时,SLM-T组对HSA具有相对良好的吸附特性.第1、3、5天,与其他3组相比,SLM组和SLM-T组表现出最为显著的增殖活性,差异有统计学意义(P＜0.01),第7天,5组试件碱性磷酸酶(AKP)的表达水平差异无统计学意义;第14天,SLM-T组有着最为显著的AKP表达水平,差异有统计学意义(P＜0.01),SLM组与PT组的AKP表达水平差异无统计学意义.结论 体外实验表明,经碱酸热处理的选择性激光熔覆微孔钛具有良好的体外生物学活性,可望促进骨结合,潜在地提升种植体植入后的初期稳定性.     

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。     

选择性激光熔覆制备微孔钛试件及体内实验研究

目的 评估选择性激光熔覆(SLM)成形微孔钛结构对材料生物活性的影响.方法 以0 ～ 45 μm的球形二级钛粉为实验原料,平铺在5 cm×5 cm×0.5 cm的纯钛基板上,在合适的激光参数条件下,制备出孔径范围在150 ～ 200 μm及200～250 μm的两组试件.以大颗粒喷砂酸蚀(SEA)工艺处理的试件为对照,通过动物实验研究,评价材料生物活性.结果 场发射扫描电镜观察不同试件表面微孔结构,EDS显示SLA组表面C元素高于SLM组(P =0.037);SLM组试件弹性模量明显降低,接近于人类骨皮质(P＜0.05);孔径200～250 μm试件骨结合率在第8周差异有统计学意义(P =0.028).结论 微孔结构能有效降低试件表面的弹性模量,且孔径范围200 ～ 250 μm的试件在中期诱导骨形成的能力上更加显著.     

低温常压等离子体处理对二硅酸锂玻璃陶瓷表面性能的影响

目的:研究低温常压等离子体射流(以下简称等离子体)处理对二硅酸锂玻璃陶瓷(以下简称玻璃陶瓷)表面性能的影响.方法:将玻璃陶瓷试件随机分为7组(n=9),分别为空白对照组、氢氟酸酸蚀组、等离子体处理组(10s、20s、30 s、40s、60 s).处理后,采用水接触角测量、X射线衍射分析、原子力显微镜、X射线光电子能谱对试件表面性能进行分析.结果:与空白对照组相比,氢氟酸酸蚀与等离子体处理后的试件表面水接触角明显下降,表面氧元素原子量百分比明显增加、氧/碳值升高,但表面晶相结构无明显改变:等离子体处理前后试件表面微观形貌无明显改变.结论:低温常压等离子体射流处理可提高玻璃陶瓷表面的亲水性,增加玻璃陶瓷表面氧元素原子含量,并且不会明显改变玻璃陶瓷表面晶相结构及表面形貌.     

颅骨修补材料钛金属表面梯度生物活性涂层的生物相容性研究

目的 评价复合氧化及水热沉淀法制备纯钛表面梯度生物活性涂层材料的生物相容性.方法 分别通过体外细胞相容性实验和动物皮下植入实验综合评估复合氧化及水热沉淀法制备的梯度羟基磷灰石(hydroxyapitate,HA)涂层的生物相容性.结果 体外细胞相容性实验(MTT法)显示,各组材料对L929细胞的生长、增殖、代谢无不良影响.在不同时间点上,羟基磷灰石改性试件表面的光吸收值均比纯钛试件有所增加,在细胞接种后期增加尤为显著,提示羟基磷灰石改性试件的细胞相容性优于其它各组试件.动物皮下植入实验结果显示各组材料30d后,炎性细胞反应程度、囊壁形成情况、周边组织反应均＜Ⅰ级,符合GB/T16886.6-1997医疗器械生物学评价Ⅰ级标准,其中羟基磷灰石组在纤维囊壁成熟方面更优于其它组.结论 复合氧化及水热沉淀法制备纯钛表面梯度生物活性涂层材料具有良好的生物相容性,值得作为颅骨修补材料进一步研究.     

Effect of the modified alkali-heated surface treatment on the bone-implant-interfacial shear strength of titanium implant anchorage

目的 研究碱热处理粗糙钛种植支抗表面对钛种植支抗骨界面剪切强度的影响,从界面生物力学角度证实碱热处理钛表面在钛种植支抗中应用的可行性和应用价值.方法 将粗糙表面钛种植支抗与碱热处理粗糙钛种植支抗随机植入兔两侧上颌颌骨内,分别于植入后2周、4周、10周取材,lnstron电子拉伸试验机检测种植体骨界面的剪切强度.结果 碱热处理组骨界面剪切强度明显高于粗糙组,约高出3倍,且植入2周即已获得超出粗糙组4周所能达到的最大强度.结论 碱热处理钛表面所获得的粗糙表面可以大大地提高种植支抗骨结合界面的剪切强度,有助于临床正畸治疗种植支抗的稳定性.     

GIC表面酸蚀刻处理对GIC-复合树脂抗压强度影响的实验研究

目的对玻璃离子粘固剂(GIC)表面采用酸蚀刻处理与非酸蚀刻处理后形成的两组GIC-复合树脂复合体试件进行力学研究,以寻找良好的GIC表面处理方法.方法制备抗压强度研究试件20个,分为2组①表面酸蚀刻处理的GIC-复合树脂复合体;②表面非酸蚀刻处理的GIC-复合树脂复合体.试件在OMSTRON实验机上做抗压强度实验.结果 GIC表面酸蚀刻处理后充填复合体抗压强度明显高于非酸蚀刻组(P＜0.01).结论 GIC表面酸蚀刻处理后,提高了GIC-复合树脂复合体抗压强度.     

钛表面碱热处理构建聚多巴胺膜层对细胞黏附的影响

目的：研究碱热处理后多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石的复合涂层制备及其对大鼠骨髓间充质干细胞增殖、成骨分化能力的影响。评价碱热处理后多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石复合涂层作为种植体表面改性方法的作用。方法：通过多巴胺的自聚合在碱热处理后的多孔钛表面构建聚多巴胺（PDA）膜层,利用聚多巴胺的黏附性能将纳米级羟基磷灰石颗粒黏附至多孔钛表面,形成多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石的复合涂层,通过扫描电子显微镜（SEM）分析表面结构特征。分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）,采用SEM观察细胞黏附情况,并利用Cell Counting Kit?8（CCK?8）、碱性磷酸酶（alkaline phosphates,ALP）等检测其增殖、分化能力。结果：该改性方法成功在多孔钛表面形成聚多巴复合涂层。体外细胞实验表明该复合涂层对BMSCs生长无抑制作用,且对其黏附和早期增殖有明显促进作用。结论：碱热处理后多孔钛表面形成的聚多巴胺生物活性复合涂层对BMSCs的黏附和早期增殖有明显的促进作用。     

种植体表面酸碱热处理对成骨细胞黏附的影响

目的研究种植体表面单纯酸处理和酸碱热处理两种方法对成骨细胞黏附的影响。方法 A组种植体采用96%硫酸和36%盐酸1:1混合液进行酸处理,B组在酸处理基础上用NaOH溶液进行碱处理并热处理。将成骨细胞与2组种植体联合培养,用扫描电镜观察细胞在两组种植体表面的黏附情况。结果酸碱热处理的种植体表面成骨细胞黏附的数量和形态优于单纯酸处理组。结论采用硫酸和盐酸的双重酸蚀并碱热处理的方法能够使钛种植体表面活化,且能够在多孔钛种植体表面形成二级粗糙结构,有利于成骨细胞的黏附。     

钛合金三种表面处理动物实验

目的:通过表面处理后钛合金假体动物实验,从生物力学角度评价其生物活性,为假体表面活化技术评价和改进提供实验依据。方法:选取12只健康成年大狗,随机分成两个时间组,全麻后于双侧股骨植入经表面处理后的钛合金假体材料及未经表面处理的钛合金材料,分别于术后8周及12周静脉注射处死大狗,取出假体,通过推出实验方法对不同表面处理进行生物力学评价。结果:各种植入体均具有良好的组织相容性。碱热处理后假体生物力学测试推出实验所需最大推出力较其他组高,显示碱热处理与宿主骨结合界面的剪切强度大于其他表面处理假体。结论:实验中采用碱热处理技术植入物可有效使骨与假体界面之间较早达到牢固固定,有临床价值,在假体的制造过程中应予以重视。     

钛钽生物梯度材料在成骨过程中对碱性磷酸酶的影响

目的研究钛钽生物梯度材料在成骨过程中对碱性磷酸酶的影响。方法选取光滑钛片(光滑纯钛组)、经酸蚀水热处理的钛片(酸蚀水热组)、经酸蚀水热处理后等离子喷涂钽的钛片(钽喷涂组)作为研究对象,其中钽喷涂组作为实验组,光滑纯钛组、酸蚀水热组作为对照组,将第3代培养的SD大鼠骨髓间充质干细胞BMSCs接种至3组不同的钛片表面,培养3、5、7 d后,采用ALP试剂盒检测3组试件上细胞的ALP水平。结果当细胞培养到第3天时,酸蚀水热组和钽喷涂组的ALP活性高于光滑纯钛组(P<0.05);第5天与第7天时,酸蚀水热组和钽喷涂组的ALP活性明显高于光滑纯钛组,且钽喷涂组高于酸蚀水热组(P<0.05)。结论经酸蚀水热处理过的纯钛表面等离子喷涂钽后,在成骨过程中其表面细胞的ALP活性更高。     

Mineralized and osteoid tissue from dental pulp stem cells on micro-arc oxidation titanium in vitro

The presence of insufficient bone volume affects the implant healing and success.The aim of this study was to evaluate osteogenic capacity of dental pulp stem cells(DPSCs) on micro-arc oxidation(MAO) titanium surface.DPSCs were challenged at MAO and smooth titanium surface separately for different durations,and the bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs) served as the positive controls.The osteogenic capacity of DPSCs on MAO titanium surface was assessed by using scanning electron microscopy,energy dispersive spectroscopy,biochemical tests and real-time quantitative PCR.Data showed that DPSCs differentiated into osteoblasts and expressed bone morphogenetic genes on MAO titanium surface.The results of this study revealed that DPSCs had good potential to generate mineralized tissue on MAO titanium plates.The differential potential of DPSCs may be regulated by MAO titanium surface.The osteogenesis potential of DPSCs on the MAO titanium was similar with BMSCs.     

粗糙钛表面纳米掺锶羟基磷灰石涂层对 BMSCs成骨分化的影响

目的研究粗糙钛表面纳米掺锶羟基磷灰石涂层对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM SCs)增殖、成骨分化的影响。方法采用电化学沉积技术在粗糙钛表面沉积薄层纳米掺锶羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石,用场发射扫描电子显微镜观察其表征,分析锶元素修饰的纳米羟基磷灰石涂层对大鼠BM SCs增殖、碱性磷酸酶活性、矿化结节形成和成骨相关蛋白骨钙素分泌的影响。结果纳米掺锶羟基磷灰石涂层和纳米羟基磷灰石涂层不影响细胞增殖,与目前临床广泛应用的金属钛种植体粗糙表面一样具有良好的生物相容性。相较于纳米羟基磷灰石涂层和粗糙组,纳米掺锶羟基磷灰石涂层可增强BMSCs碱性磷酸酶活性,促进矿化结节形成,提高细胞骨钙素的分泌。纳米羟基磷灰石涂层亦表现了比粗糙组更好的生物活性。结论应用电化学沉积技术进行纳米掺锶羟基磷灰石涂层的制备,可以促进BMSCs成骨分化、种植体周围新骨早期形成,提高种植体骨组织结合率。     

Cytotoxicity Study of a Novel Implant Material Modified by Microarc Oxidation

Currently, pure titanium (Ti) and Ti alloys have been widely used for dental and orthopedic implants due to their excellent mechanical properties and chemical stability, but they are not bio-active materials and need to be improved by surface treatment[1, 2]. The osseo-integration of titanium implant depends highly on its surface modi-fication. Microarc oxidation (MAO) is a promising method of forming ceramic coating on the surface of valuable metals and their alloys such as Ti, Ti-6Al-4V, …     

钛表面不同条件液相沉积处理对钛瓷结合强度的影响

［摘要］目的: 研究在不同工作条件下液相沉积处理对钛瓷结合强度的影响。方法： 将50个纯钛试件平均分为10组（n=5）,喷砂后分别在不同反应液pH值及硅酸钠浓度下对9组实验组试件进行表面处理,对照组不做处理,然后用扫描电镜观察试件处理后的表面形貌,参照ISO 9693（1999）Amd.1 2005(E)标准在试件中部烧结瓷粉,用三点弯曲方法测各组试件钛瓷结合强度。结果： 各实验组钛瓷结合强度平均值均高于对照组,当反应液pH＝9,硅酸钠溶液浓度为0.3 mol/L时,钛瓷结合强度最高,达（38.86±2.63）MPa,明显高于其他9组（P＜0.05）。结论： 通过液相沉积法在纯钛表面制备二氧化硅中间层可提高钛瓷结合强度,反应液pH值和硅酸钠溶液浓度的变化都对钛瓷结合强度产生影响。     

应用基质细胞趋化特性构建新型钛种植体表面的研究

用NaOH处理钛基材,获得多孔、负电荷的钛表面。然后吸附一层带正电荷的聚赖氨酸,再采用层层自组装方法,实现肝素-壳聚糖自组装涂层的制备,在钛表面构建基质细胞衍生因子-1(SDF-1)的趋化诱导界面。界面制备后的钛经扫描电镜观察显示壳聚糖、肝素成功整合到钛表面,用ELISA检测SDF-1在不同的时间点释放量,4组样本在4个缓释时间点释放浓度差异无统计学意义。采用层层自组装方法可成功的将SDF-1构建在钛表面,而且SDF-1能够实现缓释。     

不同纳米材料对钛-瓷结合强度的研究

目的 探讨表面涂附不同纳米材料对钛-瓷结合强度的影响,为临床应用提供依据.方法 应用医用钛(TA2)为原料,表明涂附纳米SiO2、纳米金介质、纳米钯介质,以对照组作为参考;采用扫描电子显微镜及电子探针榆测界面形貌及元素扩散情况,并采用电子万能测试机检测其结合强度变化.结果 在TA2表面涂附纳米SiO2可以显著提高上瓷后的钛-瓷结合强度,涂附纳米金介质也可以提高其结合强度,但涂附纳米钯介质无作用.结论 在制作钛瓷合件前,表面涂附纳米SiO2能提高钛瓷结合强度,可以作为临床应用.     

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。     

钛种植体表面固定生物素的实验研究

目的：利用生物素-亲和素系统,将生物素共价键合在钛基材表面,为钛种植体表面接枝生物活性分子提供新的实验方法。方法使用3-氨丙基膦酸( APP)对钛基材表面进行酸蚀处理并使其获得游离氨基,由碳二亚胺( EDC )介导,通过与羧基反应形成酰胺键以实现生物素-亲和素系统在钛种植体表面的固定。结果通过环境扫描电镜、傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、免疫荧光等检测方法对样品进行表征,证实钛基材表面已成功接枝生物素。结论采用生物素-亲和素系统,可以在氨基化的钛基材表面成功接枝生物素,为钛种植体表面生物化修饰的研究提供新的方法和思路。