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。     

亲水性纯钛表面对成骨细胞黏附行为的影响

目的:体外研究亲水性喷砂酸蚀钛表面对成骨细胞黏附、铺展行为和黏着斑激酶(FAK)表达的影响.方法:钛片表面分别采用大颗粒喷砂酸蚀表面处理(sandblasted,large-grit,acid-etched,SLA)及亲水性化学活化大颗粒喷砂酸蚀表面处理(chemically-modified hydrophilic SLA,modSLA),在其表面接种人成骨细胞,对细胞黏附率、细胞铺展情况以及黏着斑激酶(FAK)的表达进行检测.应用SAS6.0软件包对数据进行统计学分析.结果:成骨细胞在modSLA表面的早期黏附率(1h、3h)显著高于SLA表面(P<0.05);接种3h后,modSLA表面的成骨细胞呈现更多的肌动蛋白结构和明显的成骨细胞骨架结构,细胞铺展更加明显,modSLA组细胞形状因子均值显著低于SLA组(P<0.05);免疫荧光分析显示,6h modSLA表面细胞内FAK的荧光强度高于SLA组(P<0.05).结论:亲水性化学活化大颗粒喷砂酸蚀处理钛表面较大颗粒喷砂酸蚀处理钛表面能显著增强成骨细胞在材料表面的贴附,促进细胞骨架沿一定方向伸展,促进黏着斑激酶(FAK)的表达,从而增强细胞的黏附力.     

不同粗化处理对超细晶纯钛表面性能的影响

目的:研究不同粗化处理对超细晶纯钛表面性能及成骨细胞黏附和增殖的影响.方法:将超细晶纯钛棒切割为直径7 mm、厚度2mm的试件,按不同喷砂压力(0.2～0.8 MPa)分组,对其表面进行喷砂酸蚀处理,对照组为普通纯钛.通过表面形貌、粗糙度、亲水性研究材料的表面性能,然后将大鼠胚胎成骨细胞(MC3T3-E1)接种到各组钛片表面,观察细胞初期黏附形态,测定其增殖密度.结果:超细晶纯钛粗化处理后,表面呈现出由喷砂和酸蚀所形成的大小不同的弹坑状双层结构.随着喷砂压力增大,超细晶纯钛表面坑孔直径和粗糙度逐渐增大,但二者均小于普通纯钛对照组(P＜0.05).超细晶纯钛亲水性也随喷砂压力变化而改变,当喷砂压力为0.6 MPa时表现出最佳表面亲水性能.接种细胞后,实验组细胞初期黏附形态优于对照组,当喷砂压力为0.6 MPa时细胞增殖密度最大.结论:对超细晶纯钛喷砂酸蚀处理,喷砂压力为0.6 MPa时,材料表面形貌优于普通纯钛,粗糙度适宜,亲水性良好,更有利于细胞黏附和增殖.     

喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞行为影响的对比研究

目的 对比研究喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 方法 在纯钛试件表面分别进行喷砂酸蚀与双重酸蚀处理。以光滑钛表面（Ti）为对照组,喷砂酸蚀钛表面（Ti-SLA）、双重酸蚀钛表面（Ti-DA）为实验组,通过扫描电镜（SEM）、表面接触角测试、X射线光电子能谱（XPS）观察分析三种钛表面的微形貌、润湿性和元素组成。将MC3T3-E1成骨细胞接种于三组试件表面,研究不同钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 结果 SEM观察显示Ti-DA组试件表面形成了较Ti-SLA组更均匀细密的微米级凹坑结构;各组试件的表面接触角无显著差异;XPS分析显示Ti-SLA组试件表面有微量铝元素残留;成骨细胞在三组试件表面的粘附、增殖无显著差异,而Ti-DA组显著促进成骨细胞的分化。 结论 与喷砂酸蚀钛表面相比,双重酸蚀钛表面的微米级凹坑结构更均匀细密,且无铝元素残留,能更有效地促进成骨细胞分化。     

TiO_2喷砂酸蚀处理对钛片表面氧化膜及成骨细胞生长影响的研究

目的研究纯钛钛片经喷砂及喷砂酸蚀处理后,表面氧化膜金相结构和化学成分的变化及对成骨细胞黏附和生长特性的影响。方法将直径为15 mm、厚度为1 mm的纯钛钛片分4组进行表面处理：1）机械打磨组（S0）;2）喷砂组（SB）;3）喷砂酸蚀1组（SLA1）;4）喷砂酸蚀2组（SLA2）。采用电子探针分析仪及X射线衍射仪检测4组钛片表面氧化膜的厚度、化学成分以及金相结构,扫描电镜观察其表面微观形态。而后将成骨细胞培养于4组钛片表面,采用MTT法分析比较4组钛片表面对成骨细胞黏附率以及增殖率的影响。结果与S0组相比,SB、SLA1、SLA2组的粗糙度明显增大（P<0.05）。SB、SLA1、SLA2组间表面平均粗糙度差异无统计学意义（P>0.05）。酸蚀处理使喷砂形成的氧化膜变薄,密度减低,且结构发生改变：原有的金红石型TiO2峰消失,锐钛矿型TiO2减少。在表面平均粗糙度相同条件下,SB组钛片表面氧化膜均匀致密,有利于成骨细胞早期的黏附和增殖。结论喷砂和喷砂酸蚀处理均增加了钛片表面的粗糙度,有利于成骨细胞的黏附和增殖,但酸蚀使TiO2喷砂表面的氧化膜层变薄,在平均粗糙度不变的情况下,单纯喷砂表面成骨细胞的黏附和增殖优于喷砂酸蚀处理表面。     

钛片表面粗糙度和氧化膜对成骨细胞增殖和分化的影响

目的：研究钛片表面粗糙度和氧化膜对成骨细胞增殖和分化的影响,为种植体表面处理提供理论依据。方法：采用粒度分别为108～130 μm(S1)、216～301 μm(S2)和356～411 μm(S3)的二氧化钛颗粒对纯钛钛片表面进行喷砂处理,钛浆喷涂(titanium-sprayed plasma, TPS)表面处理组由Straumman 公司提供,600目砂纸打磨组(S0)作为对照组,在钛片表面进行成骨细胞培养。采用表面轮廓测量仪测量其表面粗糙度,电子探针(electron microprobe)测定钛片表面氧化膜结构。分别在1、3、5及7 d时,采用四锉盐比色(MTT)法检测不同处理表面对成骨细胞增殖(OD值)的影响;通过碱性磷酸酶活性(ALP)及骨钙素分泌(OC)检测比较不同处理的表面对成骨细胞分化的影响。采用SPSS12.0软件包对数据进行单因素方差分析。结果：S0 、S1 、S2 、S3 和TPS组表面粗糙度由0.372 μm至5.239 μm递增;喷砂组钛片表面氧化膜结构完整、连续;粗糙表面比光滑表面更利于成骨细胞增殖和分化。喷砂表面粗糙度越高,越利于成骨细胞增殖和分化。S3组成骨细胞增殖和分化优于TPS组。结论：表面粗糙度较高的喷砂表面,更利于成骨细胞增殖和分化。     

喷砂酸蚀复合MAO纯钛表面对成骨细胞粘附的影响

目的:研究喷砂酸蚀(sandblast-acid etch,SA)复合微弧氧化(micro arc oxidation,MAO)纯钛表面对成骨细胞粘附的影响,探讨SA与MAO复合处理技术在钛种植体表面改性中的价值.材料和方法:将纯钛按表面处理方法的不同分为4组:MAO-SA组为250μm直径Al2O3颗粒喷砂HF酸蚀后MAO处理,MAO组为单纯MAO处理,MAO-HT组为MAO处理后水热处理8h,SM组为光滑组.通过扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察、Bradford蛋白定量法、四唑盐比色法和实时荧光定量PCR反应检测分析各表面对蛋白吸附、成骨细胞形态和骨架改建、粘附水平、粘附强度以及整合素表达的影响.数据采用SPSS16.0进行方差分析.结果:MAO-SA表面促进纤连蛋白的后期吸附,有利于成骨细胞粘附和骨架改建,使成骨细胞较早表现出良好的分泌功能形态,增强细胞粘附强度,显著上调成骨细胞整合素αv亚基的mRNA表达水平,但对β1亚基的表达无促进作用.讨论:对纯钛表面进行SA和MAO复合处理,获得独特的表面微形貌,提高粗糙度,从而促进细胞外基质蛋白吸附和成骨细胞粘附.结论:MAO-SA表面显著促进成骨细胞的粘附,具有良好的生物相容性.     

种植体表面粗糙度对成骨细胞增殖及ALP含量的影响

目的:何种粗糙度的种植体能产生最快、最强的骨结合尚有争议,本研究将成骨细胞接种到不同粗糙度的钛盘表面,观察成骨细胞生长、增殖及碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)分泌情况,探讨最适合的种植体表面粗糙度范围。方法:纯钛圆盘试件48个,分为4组,前三组喷砂加双重酸蚀粗化处理,获得表面粗糙度为(1.00±0.20)、(1.67±0.08)、(2.40±0.20)μm的三组试件。未处理的试件粗糙度为(0.12±0.03)μm,作为对照组。将成骨细胞接种到4组试件表面,观察成骨细胞形态、增殖以及ALP含量的变化,并作统计分析。结果:成骨细胞在粗糙度1.00μm的钛盘表面呈单层生长;粗糙度1.67μm的钛盘表面细胞呈立方形,有较多伪足,细胞数量及ALP含量最多;粗糙度2.40μm的试件细胞生长不规则,细胞数量及ALP含量最低。结论:粗糙的种植体表面比光滑表面更有利于成骨细胞的黏附、增殖及表达。其中粗糙度为1.00～2.40μm时成骨细胞增殖和表达最显著。     

不同种植体表面性质对雪旺细胞生物学行为影响的研究

目的 探讨不同种植体表面性质对于雪旺细胞(SCs)生物学行为的影响.方法 将SCs接种于3种种植体表面,分别是光滑表面(SMO)、大颗粒喷砂酸蚀表面(SLA)和亲水性化学活化大颗粒喷砂酸蚀表面(modSLA).接种不同时间后,采用扫描电子显微镜观察钛片表面的SCs形态和黏附,MTT法检测细胞增殖活性,酶联免疫吸附测定法...     

钛表面载锌微纳米拓扑结构修饰对成骨细胞行为的影响及其抗菌性能初探

目的制备载锌微纳米拓扑结构修饰的钛表面并探究其对成骨细胞行为的影响及其抗菌性能。方法通过氢氟酸酸蚀、碱热处理、硫酸锌水浴热处理,在纯钛表面制备两种载锌微纳米拓扑结构(15、60 min处理组)。以大颗粒喷砂酸蚀处理(SLA)钛表面为对照组、两种载锌微纳米拓扑结构修饰的钛表面为实验组,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行为的影响;将金黄色葡萄球菌接种于各组试件表面,研究不同钛表面的抗菌性能。结果在纯钛表面制备形成两种形貌均一的微纳米网络拓扑结构,均含有微量锌元素。较之SLA钛表面,两种载锌微纳米拓扑结构修饰的钛表面能明显上调MC3T3-E1成骨细胞的粘附铺展、增殖和成骨相关蛋白表达,并具有显著的抗菌性能,15 min处理组性能更优。结论载锌微纳米拓扑结构修饰的钛表面能有效促进成骨细胞的粘附、增殖和分化,且具有良好的抗菌性能。     

miR-199a调控IGF1表达对机械刺激下成骨细胞分化的影响

目的： 探讨微小RNA（miR）-199a在机械牵张力刺激下MC3T3-E1细胞中的表达变化及其对牵张力刺激MC3T3-E1细胞成骨分化的作用机制。方法： 对体外培养的MC3T3-E1细胞加载12%牵张力0、3、6、12和24 h后,利用碱性磷酸酶（ALP）活性检测试剂盒检测ALP活性,实时荧光定量PCR检测骨钙素（OCN）、成骨细胞特异性转录因子Osterix（OSX）、Runt相关转录因子2（Runx2） mRNA和miR-199a的表达。将MC3T3-E1细胞分为对照组、牵张力组、牵张力+miR-NC组和牵张力+miR-199a组,加载12%牵张力和转染miR-199a模拟物后,观察miR-199a和OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达以及ALP活性。茜素红S（ARS）染色观察钙结节形成能力。采用双荧光素酶报告基因实验检测miR-199a与胰岛素样生长因子1（IGF1）的靶向关系,实时荧光定量PCR法和免疫印迹法检测miR-199a模拟物对IGF1 mRNA和蛋白表达的影响。采用SPSS 24.0软件包对数据进行统计学分析。结果： 与0 h时间点相比,以机械牵张力刺激3、6、12和24 h后,MC3T3-E1细胞ALP活性和OCN、OSX、Runx2 mRNA表达水平均显著升高,而miR-199a表达水平显著降低（P<0.05）,12 h时变化最为显著。与对照组相比,牵张力组细胞中miR-199a表达水平显著降低,而细胞ALP活性、OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达水平、钙结节形成水平均显著升高（P<0.05）;与牵张力组相比,牵张力+miR-NC组细胞中上述各指标差异均无统计学意义（P>0.05）;与牵张力+miR-NC组相比,牵张力+miR-199a组细胞中miR-199a表达水平显著升高,而细胞ALP活性、OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达水平、钙结节形成水平均显著降低（P<0.05）。miR-199a可与IGF1靶向结合,miR-199a模拟物可使MC3T3-E1细胞中IGF1 mRNA和蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。结论： miR-199a可抑制机械牵张力刺激诱导的MC3T3-E1细胞成骨分化,其作用机制可能与靶向调控IGF1表达有关。     

Differentiation and cytokine synthesis of human alveolar osteoblasts compared to osteoblast-like cells (MG63) in response to titanium surfaces.

OBJECTIVES: The aim of this study was to investigate the influence of different implant surface topographies and chemistries on the expression of differentiation/proliferation markers on MG63 cells and primary human alveolar osteoblasts. METHODS: Hydrophobic acid-etched (A) and hydrophobic coarse-grit-blasted, acid-etched (SLA) surfaces and hydrophilic acid-etched (modA) and hydrophilic coarse-grit-blasted (modSLA) surfaces were produced. Thereby, modA and modSLA surfaces were rinsed under nitrogen protection and stored in a sealed glass tube containing isotonic NaCl solution at pH 4-6. Tissue culture plates without specimens served as controls. The behavior of MG63 cells and primary human alveolar osteoblasts (AOB) grown on all surfaces was compared through determination of alkaline phosphatase (ALP) activity, cell proliferation ((3)H-thymidin incorporation, MTT colorimetric assay) and expression of osteocalcin (OC), osteoprotegerin (OPG), transforming growth factor-beta1 (TGF-beta(1)) and vascular endothelial growth factor (VEGF), detected with commercial available test kits. RESULTS: Proliferation of MG63 and primary cells was highest on controls, followed by A surfaces, modA and SLA surfaces being almost on the same level and lowest on modSLA surfaces. modSLA surfaces exhibited highest ALP and OC production, followed by SLA, modA and A surfaces. Proliferation and OC production were comparable for MG63 cells and AOB. OPG, TGF-beta(1) and VEGF produced on primary cells showed a slightly different rank order on different surfaces compared to MG63 cells. modSLA still showed the highest production of OPG, TGF-beta(1) and VEGF, but was followed by modA, SLA and A. Statistical significance was checked by ANOVA (p<0.0035). SIGNIFICANCE: MG63 cells and primary human alveolar osteoblasts showed similar proliferation and differentiation characteristics on different titanium surfaces. Only modA surfaces showed enhanced expression of OPG, TGF-beta(1) and VEGF on MG63 cells compared to primary human alveolar osteoblasts. Overall, the lowest proliferation rates and the highest expressions of differentiation markers and growth factor productions were observed on modSLA.     

Surface properties and biocompatibility of acid-etched titanium

The purpose of this study was to evaluate the effects of acid-etched titanium on the biological responses of osteoblast-like MC3T3-E1 cells. Four types of treatments (polishing, sandblasting, concentrated H2SO4 etching, and concentrated H2SO4 etching with vacuum firing) were carried out on the surfaces of commercially pure titanium (cpTi) disks. MC3T3-E1 cells were then cultured on the treated cpTi surfaces. Through surface roughness measurement and SEM analysis, it was found that the acid-etched surfaces showed higher roughness values than the sandblasted ones. Scanning electron microscope analysis showed that the cells on the disks treated with acid-etching and acid-etching with vacuum firing spread as well as the sandblasted ones. There were no significant differences in cell proliferation and collagen production on cpTi among the four different surface treatments. Based on the results of this study, it was concluded that etching with concentrated sulfuric acid was a simple and effective way to roughen the surface of titanium without compromising its biocompatibility.     

hBMP2修饰的β-TCP/胶原支架对MC3T3-E1细胞成骨能力的影响

目的:构建含hBMP2(human bone morphogenetic proteins 2)质粒DNA的β-TCP/胶原(β-tricalcium phosphate/collagen)支架材料,并研究其对MC3T3-E1细胞成骨能力的影响.方法:制备纳米级多孔β-TCP/胶原支架并负载含hBMP2目的DNA基因及对照质粒形成基因修饰的支架材料.建立MC3T3-E1细胞株与复合支架的体外培养体系.将其分为支架组hBMP2组(Z)对照质粒组(Z0),平皿hBMP2组(M)和对照质粒组(M0).复合培养后取样通过扫描电镜观察支架表面形态,成骨诱导1、3、7、14 d检测不同浓度BMP2支架组和非支架组细胞碱性磷酸酶(ALP)的活性,并在成骨诱导的不同时间点采用实时荧光定量PCR的方法检测Runx2、OCN、ALP、OPN等成骨相关标志基因表达.检测结果进行统计学分析.结果:含hBMP2为目的基因的质粒DNA修饰纳米β-TCP/Ⅰ型胶原溶液复合材料表面呈多孔样结构;支架组和平皿组中加入hBMP2质粒DNA都能提高ALP的活性以及成骨相关标志基因的表达;支架组对MC3T3-E1细胞成骨促进能力优于平皿组.结论:负载hBMP2基因修饰的β-TC P/胶原支架材料具有良好的骨诱导性.     

骨形态发生蛋白7在高糖环境下对成骨细胞分化的影响

目的:研究对于重组人骨形态发生蛋白7(bone morphogenetic protein7,BMP7)在持续稳定高糖环境下对成骨细胞生物学性能及成骨活性的影响。方法:细胞取小鼠颅顶前成骨细胞亚克隆14(MC3T3-E1Subclone 14,MC3T3),分为4组:正常生理糖浓度组(葡萄糖浓度为5.5 mmol/L)为对照组,生理糖浓度+BMP7组高糖组(葡萄糖浓度为5.5 mmol/L,BMP7浓度为100 μg/L)(葡萄糖浓度为25 mmol/L),高糖+BMP7组(葡萄糖浓度为25 mmol/L,BMP7浓度为100 μg/L)。甲基噻唑基四唑(MTT)法检测不同条件培养后1 d、3 d、5 d、7 d后的细胞增殖情况,成骨诱导检测细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性。罗丹明-鬼笔环肽染色后以激光共聚焦显微镜观察MC3T3细胞骨架于BMP7作用24h后的形态变化,荧光实时定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测BMP7作用48 h后成骨基因特异性转录因子2(Runx2),骨钙素(osteocalcin,OCN)、碱性磷酸酶(ALP)的mRNA表达。结果:MTT实验显示25 mmol/L葡萄糖可抑制MC3T3增殖(P<0.05),加入BMP7后可提高细胞增值率(P<0.05)。并可上调高糖导致的ALP活性下降。细胞骨架观察结果显示,对照组细胞骨架成束状铺开,交织成网,较为均匀。高糖组细胞微丝解聚成团状,模糊不清。RT-qPCR结果显示BMP7可促进MC3T3细胞的ALP、OCN及Runx2(P<0.05)的表达。结论:持续稳定高糖环境能够抑制成骨细胞的增殖及ALP活性,影响细胞骨架结构,抑制成骨基因表达,添加BMP7可以在不同程度上反转该趋势,但仍较正常水平低。     

柚皮苷协同骨形态发生蛋白-2促进小鼠成骨细胞MC3T3-E1增殖和分化的研究

目的 研究柚皮苷（NAR）联合骨形态发生蛋白（BMP）-2对体外培养的成骨前体细胞MC3T3-E1增殖、碱性磷酸酶（ALP）活性及成骨相关基因ALP、骨钙素（OCN）、成骨特异性转录因子（Runx2）、Ⅰ型胶原（ColⅠ）表达的影响。方法 以成骨细胞株MC3T3-E1为体外药效的试验模型,通过Alamar blue法检测第1、4和7天3种不同浓度NAR（10、100和1 000 μmol·L^-1）单独作用以及分别与50 ng·mL^-1 BMP-2联合诱导对MC3T3-E1细胞增殖能力的影响。同时在第4天和7天测定成骨细胞内ALP活性,采用实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测成骨相关基因ALP、OCN、Runx2、ColⅠ的表达。结果 单纯NAR刺激及联合BMP-2刺激能够促进细胞增殖,在NAR浓度为100 μmol·L^-1时达到高峰（P<0.05）,且该浓度NAR与BMP-2联合作用时增殖效果大于两者单独作用（P<0.05）。单纯NAR刺激及联合BMP-2刺激4 d和7 d时均能促进细胞ALP活性,100 μmol·L^-1 NAR与BMP-2联合作用时ALP活性最强（P<0.05）。100~1 000 μmol·L^-1的NAR单独及联合作用在不同程度上能促进ALP、OCN、Runx2、ColⅠ成骨相关基因表达。结论 NAR能有效促进成骨细胞株MC3T3-E1增殖、分化,且适宜浓度的NAR和BMP-2有协同和促进作用。     

Runx2、Osterix转录因子过表达驱动内皮细胞成骨分化的机制探讨

目的:探讨Runx2和Osterix (OSX)过表达对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)成骨分化的调控作用.方法:通过慢病毒载体,将Runx2和Osterix基因分别转染入HUVECs.通过碱性磷酸酶(ALP)染色、半定量活性检测,探讨过表达Runx2和Osterix对HUVECs成骨分化的影响.通过RT-PCR、蛋白免疫印迹、免疫荧光染色检测成骨相关标志物Runx2、OSX、ALP、骨涎蛋白(BSP)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)在HUVECs中的表达.采用GraphPad Prism 6.01软件包对数据进行统计学分析.结果:Runx2过表达有利于HUVECs的成骨分化,而Osterix过表达则无此作用.HUVECs转染Runx2过表达慢病毒后,成骨相关基因Runx2、OSX、ALP、BSP、OPN及OCN的转录水平上调,同时Runx2、OSX、OPN及OCN的蛋白表达水平亦有所上调.结论:Runx2过表达可促进HUVECs的成骨分化.     

Effects of surface hydrophilicity and microtopography on early stages of soft and hard tissue integration at non-submerged titanium implants: an immunohistochemical study in dogs

BACKGROUND: The aim of the present study was to investigate the effects of surface hydrophilicity and microtopography on soft and hard tissue integration at non-submerged titanium implants. METHODS: Implantation of conventional sand-blasted large grit and acid-etched (SLA) and chemically modified SLA (modSLA) titanium implants with differently structured transmucosal surfaces (SLA implants: machined [M-SLA] or SLA [SLA-SLA]; modSLA implants: mod acid-etched [modA] [modA-modSLA] or modSLA [modSLA-modSLA]) was performed bilaterally in the upper and lower jaws of 15 beagle dogs. The animals were sacrificed after 1, 4, 7, 14, or 28 days. Tissue reactions were assessed histomorphometrically and immunohistochemically using monoclonal antibodies to transglutaminase II (angiogenesis) and osteocalcin. RESULTS: Although the junctional epithelium commonly was separated from M-SLA and SLA-SLA implants by a gap, the epithelial cells appeared to be in close contact with modA-modSLA surfaces after 14 days of healing. Moreover, modA-modSLA and modSLA-modSLA groups showed a well-vascularized subepithelial connective tissue exhibiting collagen fibers that started to extend and attach partially perpendicular to the implant surface. The highest and statistically significant mean bone-to-implant contact areas were observed in the modA-modSLA and modSLA-modSLA groups at days 7, 14, and 28. CONCLUSION: Within the limits of this study, it may be concluded that soft and hard tissue integration was influenced mainly by surface hydrophilicity rather than by microtopography.     

Enhanced osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells on titanium substrates by inhibiting Notch3

ObjectiveThe role of the Notch pathway has already been identified as a crucial regulator of bone development. However, the Notch signaling pathway has gone largely unexplored during osseointegration. This study aims to investigate the role of Notch signaling on osteogenic differentiation of rat derived bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) on sandblasted, large-grit, acid-etched (SLA) treated Ti disks.MethodsThe involved target genes in Notch pathways were identified by in vitro microarray and bioinformatics analyses with or without osteogenic induction. Adhesion, proliferation, and osteogenic related assay were subsequently conducted with target gene shRNA treatment.ResultsWe found that 11 genes in the Notch signaling pathway were differentially expressed after osteogenic induction on SLA-treated Ti disks, which included up-regulated genes (Notch2, Dll1, Dll3, Ncstn, Ncor2, and Hes5) and down-regulated genes (Notch3, Lfng, Mfng, Jag2 and Maml2). With Notch3 shRNA treatment, the adhesion and proliferation of BMSCs on SLA-treated Ti disks were inhibited. Moreover, the expression levels of alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin (OCN), calcium deposition, BMP2 and Runx2 increased significantly compared with that observed in control groups, suggesting that the function of Notch3 was inhibitory in the osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated titanium.ConclusionsInhibition Notch3 can enhance osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated Ti disks, which potentially provides a gene target for improving osseointegration.