纯钛表面加载RGD多肽的体外实验研究

目的 探讨纯钛表面加载RGD多肽进行生物功能化修饰的可行性.方法 借助电化学和分子自组装技术在纯钛表面构建TiO2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽活性层,采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)对各组钛片进行表面形貌和元素组成分析.培养小鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),对处理前后的钛片进行体外生物活性评价.结果 SEM和XPS显示,两步阳极氧化后在纯钛表面形成蜂窝多孔的TiO2纳米管,多巴胺在TiO2纳米管上自聚合成聚多巴胺涂层,同时向外接枝偶联RGD多肽,最终在纯钛表面成功形成了TiO2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽活性层,体外细胞培养显示,该活性层有利于细胞黏附、增殖和分化.结论 RGD多肽功能化修饰的钛片有良好的生物相容性,这种钛表面功能化修饰法可望用于改善钛种植体,提高骨结合.     

两种改性方法形成的氮化钛膜对纯钛表面变形链球菌黏附的影响

目的 比较磁拧溅射法和多弧离子镀法两种表面改性方法制备的氮化钛(TiN)涂层对纯钛表面变形链球菌黏附能力的影响.方法 制作相同规格的纯钛试件72片,随机分为抛光组(TA组)、磁控溅射TiN涂层组(TiN-MS组)及多弧离子镀TiN涂层组(TiN-MAIP组).TA组纯钛作为对照.在各组纯钛表面黏附变形链球菌,培养时间分别为24、48、72 h,每组不同时间各8个试件.用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 不同培养时间TA组纯钛表面的变形链球菌黏附量均显著多于TiN-MS组和TiN-MAIP组(P值均<0.05),后两组间的差异均无统计学意义(P值均>0.05).结论 磁控溅射法和多弧离子镀法均能明显减少细菌在纯钛表面的黏附,这两种改性方法对细菌黏附的影响无明显差异.     

纯钛表面激光熔覆处理的进一步实验研究

目的 探讨激光熔覆后钛表面多孔形貌对细胞黏附、增殖和分化的影响.方法 在氩气保护环境中应用脉冲式掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)对45 μm钛粉颗粒在钛片表面进行激光熔覆,采用场发射扫描电镜(SEM)观察钛片表面微观形貌,能量弥散X射线谱(EDS)检测钛片表面成分;采用小鼠骨髓基质干细胞BMSCs体外培养评价喷砂酸蚀组(A组)和激光熔覆组(B组)的生物相容性.SEM观察BM-SCs在钛表面的黏附状况,细胞计数试剂盒(CCK-8)检测法和碱性磷酸酶(AKP)活性检测评价钛片对BMSCs增殖和分化的影响.结果 与A组比较,B组互相连通的多孔钛表面更有利于BMSCs的黏附,也有利于BMSCs细胞的增殖和分化.结论 激光熔覆处理钛片表面可促进BMSCs黏附、增殖及分化,有望成为一种有效有前景的钛表面处理方法.     

纯钛表面两种改性方法对粘性放线菌黏附能力的影响

目的 比较两种表面改性方法(磁控溅射和多弧离子镀)制备的氮化钛涂层对纯钛表面粘性放线菌黏附能力的影响.方法 将相同规格的纯钛试件72片随机分为抛光对照组、磁控溅射TiN涂层组、及多弧离子镀TiN涂层组三组各24片,在其表面黏附粘性放线菌,用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 多弧离子镀TiN涂层组,磁控溅射TiN涂层组均与对照组粘性放线菌黏附量之间的差异有高度统计学意义(P<0.01),两种方法涂层后,纯钛表面粘性放线菌黏附量明显减少,而这两种表面改性组之间粘性放线菌黏附差异无统计学意义(P>0.05).结论 磁控溅射和多弧离子镀两种改性方法形成的纯钛表面氮化钛层减少了粘性放线菌在其表面的黏附,且这两种改性方法之间对粘性放线菌黏附的影响无差异.     

钛表面胞外基质涂层对骨髓基质干细胞增殖和分化的影响

目的 在体外研究成骨细胞自身分泌的胞外基质作为修饰的钛表面对骨髓基质干细胞的生物学效应,并为进一步指导钛种植体表面的仿生构建提供依据.方法 在纯钛表面(CpTi)培养成骨细胞,经过反复冻融脱去细胞留下基质,在基质化钛表面(Ti/ECM)和CpTi培养骨髓基质干细胞,通过荧光显微镜观察、噻唑蓝(MTT)比色试验、碱性磷酸酶(ALP)活性检测,对比评价两组钛片上骨髓基质细胞的生长增殖、分化情况.结果 去细胞后,钛表面存有胞外基质的生物活性成分;接种1、3、5、7 d后,Ti/ECM组的细胞增殖与CpTi组之间差异有统计学意义(P<0.05);接种5 d后,Ti/ECM表面的细胞分化与CpTi的之间差异有统计学意义(P<0.05).结论钛表面的基质涂层能够促进细胞的增殖,并具有诱导细胞向成骨细胞分化的作用.     

硅灰石及二氧化钛涂层材料的生物学性能

目的 对硅灰石涂层(CaSiO3)和二氧化钛涂层(TiO2)的生物学性能进行评价,为临床选择种植体表面改性方法提供实验依据.方法 在纯钛表面采用等离子喷涂的方法分别加涂羟基磷灰石(HA)涂层、CaSiO3涂层和TiO2涂层,制作成1 cm×1 cm×0.2 cm的正方形块状物各78块,HA涂层组为阳性对照组,不加涂层的纯钛组(Ti)作为阴性对照组.通过兔骨髓基质干细胞诱导的成骨细胞体外培养的方法,在生物材料表面接种成骨细胞,用碱性磷酸酶染色和Ⅰ型胶原染色对诱导的成骨细胞进行鉴定,测定细胞增殖曲线、细胞层碱性磷酸酶活性值和细胞总蛋白质含量,用倒置相差显微镜和扫描电子显微镜(SEM)进行细胞形态学观察.结果 成骨细胞在二种新型涂层材料表面均能很好地增殖和分化,CaSiO3涂层和HA涂层的生物活性大于TiO2涂层(P＜0.05).结论 CaSiO3涂层具有良好的生物活性,是一种较有应用前途的种植体涂层材料.TiO2涂层也有较好的生物相容性,但是其生物活性还有待于进一步提高.     

钛种植体载银对牙龈卟啉单胞菌抗菌效应研究

目的 探究钛种植体表面载银涂层的构建及其对牙龈卟啉单胞菌(Pg)的抗菌效应,为钛种植体表面抗菌改性提供新方法.方法 利用阳极氧化法在纯钛表面制备出均一的二氧化钛纳米管(TNT)结构,并通过层层自组装的方法将载银的壳聚糖与肝素在TNT表面交替吸附沉积,构建载银多层膜涂层.扫描电子显微镜、接触角测量仪、X射线光电子能谱仪以及紫外分光光度计对样品进行表征检测,并与Pg共培养,观察其对细菌的抗菌作用.结果 表征检测证实载银多层膜成功沉积在钛片表面,并改善样本亲水性.细菌试验显示载银显著提高了钛种植体表面抗菌性能,同时随着银浓度的增加,抗菌效果增强.结论 钛种植体表面载银涂层可有效抑制Pg的生长及生物膜的形成,有望提高钛种植体表面的抗菌性能.     

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。     

比较3种不同储存条件对纯钛SLA表面生物学性能的影响

目的:比较3种不同储存条件对纯钛SLA表面生物学性能的影响。方法:采用喷砂加酸蚀的方法在商用二级纯钛钛片上制备SLA表面,并将其置于3种不同环境中储存不同的时间,分组如下:Ⅰ组钛片为常温常压保存;Ⅱ组钛片为真空保存;Ⅲ组钛片NaCl溶液中保存。分别对不同组别钛片的理化性质、生物活性进行比较。结果:三组之中,Ⅲ组中的纯钛SLA表面表面自由能、蛋白质吸附率、MG63成骨细胞的黏附、增殖、ALP活性及表面矿化效果均为最佳,Ⅰ组中的纯钛SLA表面最容易受到C元素的污染,理化性能及生物活性均明显下降。结论:不同储存条件对纯钛SLA表面的理化性质、生物活性具有明显的影响。将处理后的钛片置于NaCl溶液中有利于降低C污染,并促进钛片表面的蛋白质吸附、细胞黏附、增殖与分化。     

纯钛表面复合胶原蛋白凝胶涂层改性及其生物学性能初探

目的：在纯钛表面制备生物胶原蛋白涂层,并探究其对成骨细胞行为的影响。方法：将Ⅰ型胶原蛋白制成凝胶,并附着于纯钛试件表面形成生物胶原蛋白涂层。以光滑钛表面为对照组,胶原蛋白涂层改性钛表面为实验组。采用扫描电镜观察试件表面微形貌,X射线光电子能谱（X?ray photoelectron spectroscopy,XPS）分析试件表面元素组成,红外光谱测试仪（fouriertransform infrared spectrometer,FT?IR）检测试件表面基团,接触角仪检测试件表面亲水性。体外培养MC3T3?E1成骨细胞,通过激光共聚焦显微镜、CCK?8、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）以及Western blot评价钛表面成骨细胞的黏附、增殖和分化能力。结果：扫描电镜观察发现实验组试件表面机械划痕变浅,XPS元素分析和FT?IR检测证实钛表面存在胶原蛋白涂层。接触角测量结果显示,实验组试件较对照组具有更好的表面亲水性。体外细胞实验结果显示,胶原蛋白涂层钛表面能促进成骨细胞的黏附和增殖活性,并上调ALP活性以及成骨相关蛋白Runx2、Osterix和OCN的表达。结论：纯钛表面复合胶原蛋白凝胶涂层改性能增强钛表面亲水性,促进成骨细胞的黏附、增殖和分化。     

微弧氧化方法在钛表面注入钙磷离子及对成骨细胞早期附着的影响

目的 探讨采用微弧氧化技术在钛表面注入钙、磷离子进行表面改性及其对成骨细胞早期附着和铺展的影响。方法 在含有钙、磷离子的电解液中对钛试件进行微弧氧化处理,通过X射线能谱分析测试电解液中的Ca²⁺、PO₄^3-浓度及电压、占空比、频率等电参数对形成的表面陶瓷膜中钙、磷离子含量的影响,扫描电镜观察陶瓷膜表面形貌,通过剪切粘结试验测试陶瓷膜与钛基体的结合力。将成骨样细胞MC-3T3-E1接种于试件表面进行培养来观察陶瓷膜对细胞附着的影响。结果 微弧氧化处理在钛试件表面形成了一层TiO₂陶瓷膜,表面均匀分布着2~10μm的微孔,陶瓷膜内含有钙、磷成分且钙、磷含量和电解液中的Ca²⁺、PO₄^3-浓度成正比,随着电压、占空比的升高而增加,随着频率的升高而减少。TiO₂陶瓷膜与钛基体的平均结合力为22±3MPa。陶瓷膜促进了成骨细胞在其表面早期大量附着并形成良好的细胞形态。结论 微弧氧化处理可在钛表面获得了一层与基体结合紧密、表面粗糙多孔、含有Ca²⁺、PO₄^3-离子的TiO₂陶瓷膜,并可通过电参数及电解液配方调整来控制钙、磷的含量,提高了钛的生物相容性。     

微弧氧化方法在钛表面注入钙磷离子及对成骨细胞早期附着的影响

OBJECTIVE: To study the method for modifying titanium surface with calcium and phosphorus ions using micro-arc oxidation technique and observe osteoblast attachment to the modified surface. METHODS: TA(2) titanium discs were treated with micro-arc oxidation in electrolyte solution containing Ca(2+) and PO(4)(3-). The influence of Ca(2+) and PO(4)(3-) concentrations in the solution and the electrical parameters of the micro-arc oxidization on the content of calcium and phosphorus ions incorporated into the surface of titanium was investigated using energy-dispersive X-ray (EDX) analysis. Scanning electron microscopy was employed for morphological observation of the ceramic coating on the metal surface. The binding strength of ceramic coating with titanium was tested by shear bonding experiment. MC-3T3-E1 osteoblast-like cells were then cultured on the treated surface of titanium discs to investigate the influence of the ceramic coating on osteoblast attachment. RESULTS: Micro-arc oxidation treatment produced a layer of porous TiO(2) coating on the surface of titanium discs, with the average pore size of 2 to 10 mum. EDX analysis revealed that the ceramic coating contained Ca and P elements, whose content had close correlation with Ca(2+) and PO(4)(3-) concentrations in the electrolyte solution and voltage, duty cycle and frequency of micro-arc oxidation. The average bonding strength of the ceramic coating with titanium was 22+/-3 MPa, and TiO(2) coating promoted attachment and spread of osteoblast-like cells on the metal surface as demonstrated by cell culture. CONCLUSIONS: Porous TiO(2) coating can be constructed on the surface of titanium using micro-arc oxidation, and Ca(2+) and PO(4)(3-) incorporated into the coating can improve the biocompatibility of titanium. The content of Ca(2+) and PO(4)(3-) in the coating can be modulated by adjusting the concentrations of Ca(2+) and PO(4)(3-) in the electrolyte solution and the electrical parameters of the micro-arc oxidation.     

纳米羟基磷灰石对牙本质表面矿化及吸附铅离子的作用

目的 研究纳米羟基磷灰石（nHA）对脱矿牙本质小管的表面矿化作用及对模拟污水中铅离子的吸附作用。方法 选择牙冠完好无损、新鲜拔除的前磨牙和磨牙制作离体牙本质片各30个,使用10%的枸橼酸酸蚀处理牙本质片2 min,建立小管开放的牙本质敏感模型。脱矿牙本质片用随机数字表法分组,10片/组。空白对照组：蒸馏水刷洗;HA组：0.2 g HA刷洗;n HA组：0.2 g n HA 刷洗。每天早晚分别用蒸馏水、0.2 g HA 和 0.2 g nHA刷洗牙本质片表面2 min,连续7 d,表面处理后扫描电镜（SEM）观察牙本质片表面情况,能谱仪（EDS）分析钙、磷原子百分比并采用SPSS20.0软件进行统计学分析。配制系列浓度的HA悬液和nHA悬液,分别取1 mL与50 mL初始浓度为1 mg/L的铅离子溶液反应24 h,电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）测定上清液中铅离子浓度,计算铅离子吸附率及吸附能力。结果 扫描电镜下空白对照组的牙本质片表面光滑,牙本质小管空虚。HA组的牙本质片表面为块状颗粒物覆盖,附着疏通,管径缩小。nHA组的表面堵塞物细腻、均质,附着紧密,牙本质小管管径明显缩小。经HA刷洗后可显著增加牙本质片表面钙、磷原子百分比,增加量为：nHA组>HA组>空白对照组（P<0.000）,差异具有统计学意义。在本实验的浓度范围内,HA对铅离子的吸附随浓度升高而下降,最高附率达83.01%,nHA对铅离子的吸附率随着浓度升高先升高后达吸附平衡,吸附率高达98.79%。并发现HA对铅离子的吸附能力倍数与其浓度倍数呈良好的线性相关关系。结论 nHA较普通HA具有更好的脱矿牙本质表面矿化能力和铅离子吸附能力。     

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.     

钛种植体表面微弧氧化生物改性的研究

目的:探讨采用微弧氧化技术对钛种植体进行表面生物改性,在提高耐磨性、耐腐蚀性的同时,改善材料的生物活性. 方法:配制适当的电解液,试件经预处理后进行微弧氧化处理. 用扫描电镜(SEM)观察陶瓷膜层的表面形貌及横截面形态,用X射线衍射(XRD)仪和X射线能谱(EDX)分析膜层的成分和元素分布,并观察不同电压对膜层性能的影响. 结果:电镜观察表明微弧氧化处理在纯钛试件表面形成了内层致密、外层多孔得的陶瓷膜. 能谱分析证实陶瓷膜由Ti, Ca, P, O 4种元素组成,Ca, P, O元素主要存在于陶瓷膜层,靠近钛基体处的含量极微. Ca, P元素从外向内含量逐渐减少,成梯度变化. X射线衍射表明陶瓷膜由金红石相的TiO2和锐钛矿相TiO2组成. 随着电压的升高,陶瓷膜表面微孔的孔径变大,陶瓷膜内的Ca, P元素含量亦随之升高. 本研究最终使陶瓷膜内的Ca含量达到16%,Ca/P比约为1.67,与骨组织的Ca/P比非常接近. 结论:通过微弧氧化处理在纯钛试件表面形成了内层致密、外层多孔,含适当钙/磷配比的TiO2陶瓷膜,在提高材料耐磨性、耐腐蚀性的同时,提高了生物活性,因而具有良好的应用前景.     

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。     

透明质酸注射兔耳瘢痕后羟脯氨酸含量变化

目的 观察兔耳创面愈合后组织增生块中应用透明质酸（HA）和透明质酸酶（HAse)对瘢痕增生情况的影响。方法在已建立兔耳增生性瘢痕模型基础上，在兔耳增生块中分别注射HA，HAse并设盐水（saline)、空白（blank)对照，采用氯胺T法测定不同时间瘢痕组织中羟脯氨酸（HPr) 含量的变化。结果 ①HA，盐水和空白组的HPr含量均逐渐升高（P＜0．05），而HAse组呈现下降趋势（P＜0．05）；②盐水和空白对照组的HPr含量无差异（P＞0．05）；③HA组的HPr含量明显高于盐水组（P＜0．05）；④HAse组的HPr含量明显低于盐水组（P＜0．01）；⑤HA组的HPr含量明显高于HAse组（P＜0．01）。结论 瘢痕组织中注射HA后胶原合成增加，提示瘢痕组织中，HA含量的持续增高可导致瘢痕的异常增生。     

过表达核苷二磷酸激酶对透明质酸的产量和相对分子质量的影响

为了考察核苷二磷酸激酶（NDK）对透明质酸合成过程的影响,将核苷二磷酸激酶基因（ndk）和透明质酸合成酶基因在重组枯草芽孢杆菌细胞内共同进行过表达,成功构建了两株工程菌株Hp8tg及Pn8tg,均获得了均一相对分子质量透明质酸（HA）。通过响应面分析试验对诱导条件进行了优化,通过单糖组成分析、傅里叶红外光谱分析及核磁共振波谱分析对HA进行了鉴定。ndk过表达使HA产量提高了1.3倍,相对分子质量提高了1.1倍。研究结果表明,核苷二磷酸激酶的过表达可消除尿苷二磷酸（UDP）蓄积对Ⅱ型透明质酸合成酶的抑制作用,从而提高了HA的产量及相对分子质量。此策略可以有效提高HA的产量和相对分子质量,也为其他多糖的制备提供了新的思路。     

羟基磷灰石涂层加速种植体－骨界面骨融合的形成

以成年杂种犬为实验对象，以未涂层纯钛种植体为对照，用定量组织学方法研究两种羟基磷灰石（ＨＡ１和ＨＡ２）涂层种植体穿骨皮质种植１、３、６个月后，种植体－骨组织界面骨融合形成的情况。结果表明：两种羟基磷灰石涂层种植体均能在种植早期加速界面骨融合的形成，其中ＨＡ２涂层种植体的骨融合指数在各种植程期均高于ＨＡ１涂层和未涂层纯钛种植体，显示出良好的生物活性。     

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。