连通多孔钛表面活化处理方法的筛选

目的筛选出连通多孔钛表面的最佳生物活性处理方法。方法将高温烧结法制备出的连通多孔钛材料在5MNaOH溶液中浸泡处理24h后,然后分成三组（A、B、C组）并分别浸泡在配制好的三种浓度（1.0、1.5和2.0）的模拟体液（SBF）中。每组材料按照浸泡时间的不同又分为三个亚组（即10d、14d和18d组）。另取连通多孔钛材料直接浸泡于1.5倍SBF中（D组）并按浸泡时间不同分成10d、14d和18d三个亚组。将浸泡结束后的材料取出并经去离子水超声清洗及50℃烘干后,利用光学显微镜和扫描电镜对材料表面进行观察。结果扫描电镜对各组浸泡后的连通多孔钛材料进行表面观察结果显示,A组和C组浸泡10和14d后,所形成的类骨磷灰石均很少,都未形成完整的一层;B组浸泡7d后,表面可见散在、薄层类骨磷灰石层;14d后,其表面可见一完整的类骨磷灰石层,而浸泡18d后,其表面出现较多的空洞并有裂纹;D组浸泡10、14和18d后,扫描电镜显示其形成的类骨磷灰石均很少。结论连通多孔钛材料经过5MNaOH溶液处理并在1.5倍浓度的模拟体液中浸泡14天后可获得最佳的表面活性处理效果。     

经微弧氧化/碱处理并加载RGD肽涂层多孔钛合金支架的制备及其生物学特性

目的 通过3D打印技术打印多孔钛合金支架,研究其表面微弧氧化（MAO）/碱处理并加载精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）肽涂层对前成骨细胞生物学行为的影响。 方法 设计并打印3D多孔钛合金支架,对其进行不同表面处理后分为MAO组、MAO/碱处理（MN）组、MAO/碱处理加载RGD肽（MNR）组,另设空白对照组。检测各组多孔钛合金支架的弹性模量,扫描电子显微镜（SEM）观察各组多孔钛合金支架表面微观结构,能谱分析仪（EDS）检测各组多孔钛合金支架表面元素构成,接触角测量仪检测各组多孔钛合金支架表面水滴接触角大小。将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1细胞）与各组支架共培养,CCK-8法检测各组多孔钛合金支架表面细胞增殖活性,Live/Dead细胞染色法检测各组多孔钛合金支架的生物相容性,细胞黏附实验观察各组细胞在多孔钛合金支架表面黏附情况,采用碱性磷酸酶（ALP）试剂盒检测各组细胞ALP活性,实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法检测各组细胞中Runt相关转录因子2（Runx2）、骨桥素（OPN）和骨钙素（OCN）mRNA表达水平。 结果 3D打印多孔钛合金支架的弹性模量为（1.17±0.62） GPa。SEM观察,MAO处理后的多孔钛合金支架表面呈现火山口样形貌,碱处理后出现细小裂纹并呈现纳米级鱼鳞结构,加载RGD肽涂层的多孔钛合金支架表面观察到散在的RGD颗粒。EDS检测,MNR组支架表面RGD涂层成功加载。接触角测量仪检测,多孔钛合金支架表面接触角MAO组>MN组>MNR组。CCK-8法,培养第1、3和5 天时3组细胞增殖活性均呈增长趋势,培养第3和5 天时各组细胞增殖活性组间比较差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。Live/Dead细胞染色,3组支架均具备良好的体外相容性。细胞黏附实验,共培养48 h后,MNR组细胞数量和形态伸展均优于MAO组和MN组。培养第7天时,与MAO组比较,MNR组细胞ALP活性明显升高（P<0.01）,培养第14天时3组细胞ALP活性组间两两比较差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。RT-qPCR法检测,培养第7天时,与空白对照组和MAO组比较,MN组和MNR组细胞中Runx2和OPN mRNA表达水平均明显升高（P<0.01）,MNR组细胞中OCN mRNA表达水平明显升高（P<0.05）;培养第14天时,MAO组、MN组和MNR组细胞中Runx2和OPN mRNA表达水平组间两两比较差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）,与空白对照组比较,MAO组、MN组和MNR组细胞中OCN mRNA表达水平均明显升高（P<0.01）。 结论 3D打印多孔钛合金支架具有与人体骨组织匹配的弹性模量,支架表面MAO/碱处理并加载RGD肽涂层对MC3T3-E1细胞无毒性且对其成骨分化有促进作用。     

飞秒激光在钛合金表面改性中的应用及其对成骨细胞黏附和增殖的影响

目的：采用不同能量密度飞秒激光处理钛合金表面,比较其对成骨细胞黏附和增殖的影响,探讨飞秒激光在种植材料表面改性中的作用。方法：钛合金Ti-6Al-4V圆片进行打磨抛光并采用不同能量密度的飞秒激光处理,分为低能量组（0.07 J•cm^-2）和高能量组（1.40 J•cm^-2）,同时以单纯打磨抛光样本为对照组,扫描电镜观察各组材料表面形貌;人成骨样细胞素MG63与各组材料进行共培养,扫描电镜观察材料表面黏附细胞的形态并采用丫啶橙染色和荧光显微镜观察黏附细胞的数量,用噻唑蓝（MTT）比色分析法测定MG63细胞的吸光度（A）值,分析不同时间点细胞增殖率。结果：飞秒激光处理钛合金表面形成2种不同的微形貌结构,即纳米级平行排列的条纹状结构和微米级的凸起与纳米级的条纹相结合的微纳复合结构;24 h各组黏附的细胞数量相近;48 h各组材料表面单个细胞形态均不明显,但微纳复合结构表面细胞覆盖面积大于纳米条纹表面和对照组的光滑表面,高能量组细胞增殖率明显高于对照组和低能量组（P＜0.05）。结论：飞秒激光处理钛合金表面产生的微纳复合结构有利于MG-63成骨细胞黏附和增殖。     

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。     

微弧氧化处理纯钛种植体表面在模拟体液中可诱导磷灰石沉积

目的检测微弧氧化处理后的纯钛种植体表面体外矿化能力并且获得具有磷灰石涂层的种植体。方法将微弧氧化处理
后获得的种植体浸泡在模拟生理溶液（SBF）液中,在不同时间点取出种植体,利用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射分析
（XRD）、X-射线光电子能谱仪（XPS）分析其诱导磷灰石的能力和沉积物的形貌及组分。结果在SBF溶液中浸泡后,微弧氧化
处理后的纯钛种植体表面有大量的钙磷盐沉积,微弧氧化样品在SBF中形成的矿化层以磷酸八钙（OCP）晶相为主,并含有一定
量的碳酸羟基磷灰石（CHA）。结论经微弧氧化处理后的纯钛种植体可以在SBF中很好的诱导钙磷盐的沉积能力,其表面的矿
化层主要由类似自然骨组织的低结晶度的CHA结晶层组成。
     

SLM打印钛合金片表面含氟纳米二氧化钛薄膜结构的生物相容性及抗菌性能评价

目的对选择性激光熔化技术（SLM）打印的钛合金片进行表面处理获得含氟纳米二氧化钛薄膜结构,观察成骨细胞在其表面的黏附、增殖情况,评价其生物相容性;观察大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在其表面的生长情况,评价其抗菌性能。方法SLM打印钛合金片通过前驱液浸泡和水热法表面处理,获得含氟纳米二氧化钛薄膜结构为实验组,将无表面处理的SLM打印钛合金片作为对照组。采用扫描电镜观测实验组钛合金片表面特征,并用接触角测量仪测量两组钛合金片接触角。将小鼠胚胎成骨细胞（MC3T3-E1Subclone14细胞）分别接种于钛合金片表面并进行体外培养,采用扫描电镜、荧光染色及CCK-8方法分析成骨细胞的黏附和增殖情况;将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别与两组钛合金片共培养,采用平板活菌计数和活死菌染色实验来评价钛合金片的抗菌性能。结果细胞形态、荧光染色和黏附实验结果显示,成骨细胞在实验组钛合金片表面的黏附能力显著高于在对照组钛合金片表面（P＜0.05）。增殖实验结果显示培养3、7d后,成骨细胞在实验组钛合金片表面的增殖能力显著高于在对照组钛合金片表面（均P＜0.05）。抗菌实验结果显示,实验组的含氟纳米二氧化钛薄膜结构可以抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在其表面的生长。结论通过前驱液浸泡和水热法表面处理可获得含氟纳米二氧化钛薄膜结构,该结构可促进成骨细胞在SLM打印钛合金片表面的黏附和增殖,同时可以抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,具有较好的生物相容性和抗菌性能。     

多孔金属材料镍钛合金与大鼠骨髓基质细胞的生物相容性研究

目的 研究多孔处理的新型镍钛合金材料与大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)的生物相容性,探索新型生物工程材料的生物学特性.方法 SD大鼠体外培养BMSCs,将细胞分别接种于致密、大孔、小孔组镍钛合金材料表面,建立体外共同培养.采用MTT法检测第3天BMSCs的增殖率;第7天采用Hoechst33342标记细胞,荧光显微镜下观察各材料组细胞数的差异:扫描电镜观察细胞在各组材料上的附着和生长情况.结果 大孔、小孔组材料表面的细胞在第3天细胞增殖率和致密组相比有显著性差异(P<0.05),第7天在荧光纤维镜下发现各组镍钛合金材料上均有细胞生长,大孔、小孔组细胞数和致密组相比有显著性差异(P<0.05),大孔、小孔材料之间细胞增殖率和细胞数无统计学意义(P>0.05).扫描电镜观察大孔、小孔组新型镍钛合金材料表面接种的BMSCs形态正常,增殖旺盛,黏附性良好.结论 多孔处理的新型镍钛合金材料在体外实验中有良好的生物相容性,可促进BMSCs黏附、聚集和增殖.     

酸蚀纳米钛合金种植体的早期骨整合效果

目的：体内评估用酸蚀法构建的纳米钛合金种植体的旋转扭力和骨功能基因的表达情况。方法：钛合金Ti6Al4V种植体分为对照组（机械切割钛合金种植体）和纳米钛组（酸蚀纳米钛合金种植体）。常规将钛合金种植体植入新西兰兔子的胫骨,植入后4周,采用数字扭力仪测试钛合金种植体的旋转扭力值,采用钙黄素染色观测种植体周围的新骨生长情况,并且通过实时定量PCR检测骨功能基因核心结合因子（Runx2）、I型胶原（Col-1）和骨钙素（OCN）的表达水平。结果：纳米钛合金种植体的旋转扭力显著大于机械切割钛合金种植体（P＜0.05）,荧光染色显示纳米钛合金种植体周围有更多的骨组织长入,并且纳米种植体可以提高Runx2、Col-I和OCN基因的表达（P＜0.05）。结论：酸蚀法在钛合金表面形成的纳米结构有利于种植体的早期骨整合,在种植材料领域有一定的应用前景。     

钛合金支架——明胶复合载药体系的制备及其抗菌性研究

目的：探究提高钛合金骨植入材料的抗菌性及生物相容性的有效方法。方法：本文以3D打印的多孔钛合金为支架，将负载有庆大霉素的明胶填充于其中以制备复合骨植入材料；通过红外吸收光谱、水溶性及体外药物释放测试评价不同载药量对明胶稳定性的影响；利用细菌黏附、细菌活性以及抑菌圈实验分析该复合材料的抗菌性能；采用细胞活性实验评价该材料的生物相容性。结果：不同载药量下明胶的耐水性均达到6 d，药物释放效应可维持到明胶完全溶解；载药量的提升能更有效地抑制大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的生长，在载药量为8 mg/mL的情况下，两种细菌的抑菌圈最大；细胞毒性分析发现不同载药量对成骨细胞的活性无显著影响（P>0.05）。结论：此复合骨植入体材料具有良好的体外抑菌性能及生物相容性。     

体外评价新型根尖倒充填材料iRoot的生物学性能

目的：体外评价新型根尖倒充填材料iRoot BP plus和iRoot FS的生物学性能。方法： （1）将牙根预备成长3 mm、根管直径1 mm的试样,分别于根管内填充iRoot BP plus、iRoot FS和三氧化矿物凝聚体（mineral trioxide aggregate, MTA）。将制备好的试样置于模拟体液（simulated body fluid,SBF）中,用扫描电子显微镜观察暴露的材料表面矿物沉积情况,并通过X射线能谱对其表面形成的晶体进行元素分析,测定SBF的pH值随时间的变化。（2）将iRoot BP plus、iRoot FS和MTA制备成直径8 mm、高度2 mm的圆柱,制备DMEM浸提液,通过MTT实验观察材料对MG63细胞增殖活性的影响,并通过实时荧光定量PCR和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色分析材料对ALP基因及蛋白表达的影响。结果：（1）在SBF中浸泡24 h时,iRoot BP plus、iRoot FS和MTA表面均已有矿物沉积,14 d后有大量矿物沉积,钙 ∶磷比值分别为1.43、1.39和1.51;（2）iRoot BP plus、iRoot FS和MTA均可使SBF的pH升高,3周时分别为8.09±0.07、7.91±0.06和8.11±0.06;（3）以体积比为1∶5和1∶10稀释的iRoot BP plus、iRoot FS和MTA浸提液对MG63细胞的增殖无明显促进或抑制作用;（4）iRoot BP plus、iRoot FS和MTA组对MG63细胞ALP基因的表达均具有促进作用,ALP染色各组未见明显差异。结论： iRoot在模拟体液中可诱导矿物质沉积,促进MG63细胞的分化和矿化,具有良好的生物活性和促成骨作用。