两种纳米形貌对MG63成骨细胞增殖、分化的影响

目的:评价钛表面纳米管和纳米颗粒形貌对MG63成骨细胞的增殖、分化能力的影响。方法:通过磁控溅射和阳极氧化技术制备纳米颗粒和纳米管形貌。采用扫描电镜和轮廓仪表征材料表面形貌以及粗糙度,并将MG63成骨细胞株与不同形貌的钛材料进行复合培养,检测1d、4d、7d的MTT值及4d、7d的碱性磷酸酶活性。结果:培养1d、4d、7d后,纳米管和纳米颗粒组MTT值高于对照组,7d时,纳米管组MTT值高于纳米颗粒组;培养7d后,纳米形貌实验组碱性磷酸酶活性明显高于对照组。结论:纳米管和纳米颗粒形貌均有利于成骨细胞的增殖和分化。相对于纳米颗粒,表面的纳米管形貌更有利于促进成骨细胞的增殖。     

阳极氧化制备的钛表面不同微观形貌膜层耐腐蚀性研究

目的 探讨阳极氧化制备的钛表面不同微观表面形貌在人工模拟体液中的耐腐蚀性。方法 通过阳极氧化法处理纯钛样品（PT）,制备亚微米多孔（S）、微米多孔（M）、微米-亚微米复合多孔（MS）3种不同微观表面形貌氧化钛膜层的样品。采用扫描电子显微镜（SEM）观察样品表面形貌特征,X射线衍射仪分析表面晶型组成,表面粗糙度仪测试表面粗糙度,并对膜层横断面样品行SEM扫描观察膜层横断面结构和测量膜层厚度。采用电化学综合测试系统测试样品在人工模拟体液中的自腐蚀电位（Ecorr）、自腐蚀电流密度（Icorr）和极化电阻（Rp）,获得Tafel曲线。结果 阳极氧化对钛样品表面改性获得了微米多孔、亚微米多孔、微米-亚微米多孔3种不同的微观表面形貌。S样品氧化膜中的阻挡层厚度最大。阳极氧化处理后的样品比未处理的纯钛样品的耐腐蚀性增加;阳极氧化处理样品中,耐腐蚀性能由强到弱依次为S样品、M样品、MS样品,S样品的Ecorr最大,Icorr最小,Rp最大,耐腐蚀性能最优。结论 阳极氧化处理可以提高纯钛在人工模拟体液中的耐腐蚀性,亚微米多孔表面钛样品的耐腐蚀性能最优。     

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展

采用阳极氧化法在钛基体表面原位制备高度有序的二氧化钛（TiO2）纳米管阵列,探讨阳极氧化电压、次数、电解液种类、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管表面形貌的影响。相对于微米级表面,TiO2纳米管具有更好的促进体外矿化和促进成骨性,同时可作为生物载体负载生长因子和抗生素等载体。本文就此作一综述。     

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展

采用阳极氧化法在钛基体表面原位制备高度有序的二氧化钛(TiO2)纳米管阵列,探讨阳极氧化电压、次数、电解液种类、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管表面形貌的影响.相对于微米级表面,TiO2纳米管具有更好的促进体外矿化和促进成骨性,同时可作为生物载体负载生长因子和抗生素等载体.本文就此作一综述.     

钛表面纳米结构对上皮细胞影响的研究进展

口腔种植体软组织屏障对种植体长期稳定性及软组织美学效果的维持具有重要意义,且软组织屏障的建立受种植体表面形貌的影响.本文就钛表面纳米形貌对上皮细胞的生物学行为研究进展做一综述.     

钛表面纳米结构对上皮细胞影响的研究进展

口腔种植体软组织屏障对种植体长期稳定性及软组织美学效果的维持具有重要意义,且软组织屏障的建立受种植体表面形貌的影响.本文就钛表面纳米形貌对上皮细胞的生物学行为研究进展做一综述.     

二氧化钛纳米管的制备及其对成骨细胞增殖和碱性磷酸酶活性的影响

目的 探讨阳极氧化过程中不同工艺条件对TiO_2纳米管形貌的影响,并对TiO_2纳米管对成骨细胞增殖和碱性磷酸酶相对活性的影响进行初步评定.方法 采用阳极氧化法在钛基底表面制备TiO_2纳米管,通过控制阳极氧化电压(5、15、20和25 V)、作用时间(1.5和3 h)以及阳极化后冲洗工艺(是否行超声处理),得到不同结构的TiO_2纳米管,扫描电镜观察TiO_2纳米管管径和管长.以未行阳极氧化的钛试件为对照组,以行阳极氧化(阳极氧化电压为15 V,作用时间为3 h,反应后行超声清洗)的钛试件为纳米管组;在两组钛试件表面培养成骨细胞,用扫描电镜观察接种2 h后的细胞形态;用甲基噻唑基四唑(MTT)检测培养24、48、96 h后细胞的增殖情况;用碱性磷酸酶半定量测试培养7、14、21 d后细胞的碱性磷酸酶活性.结果 阳极氧化的电压可以影响TiO_2纳米管的管径和管长.细胞在纳米管表面的铺展范围大于对照组.培养96 h后纳米管组吸光度值为(0.62±0.02).对照组为(0.55±0.03),两组差异有统计学意义(P＜0.05).21 d后纳米管组碱性磷酸酶相对活性[(130.8±5.1)A405/mg]与对照组[(109.6±4.5)A_(405)/mg]的差异有统计学意义(P＜0.05).结论 阳极氧化的工艺条件,特别是电压可以控制TiO_2纳米管形貌,TiO_2纳米管结构可促进成骨细胞的早期黏附、增殖和碱性磷酸酶的活性.     

钛种植体表面纳米改性方法及研究进展

钛种植体表面的物理形貌和化学成分对生物学性能有重要的影响,种植体表面改性一直是学者关注的热点,随着纳米技术的发展,学者们尝试在种植体表面使用各种方法进行纳米改性,主要可分为：物理法、化学法和生物化学法。本文综述了目前钛种植体表面纳米改性的原理和方法,各种方法的优缺点,表面纳米改性后对种植体材料性能的影响以及生物学性能的变化。     

钛表面纳米形貌介导的巨噬细胞极化对骨髓间充质干细胞的影响

目的 ：探究钛表面纳米形貌介导的巨噬细胞极化对骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）的影响。方法：选用机械加工的纯钛片作为对照组（control-Ti组）;将180℃下水热反应12 h后的纯钛片作为纳米组（nm-Ti组）。通过扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）和水接触角测试其表面性能,细胞学实验检测其生物相容性,实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR）检测RAW264.7巨噬细胞极化的相关基因和BMSCs成骨相关基因的表达,酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测巨噬细胞炎症相关因子的分泌水平。结果：经过水热处理后,钛片表面形成纳米形貌,且具有良好的亲水性。相比于control-Ti组,nm-Ti组表面细胞增殖和黏附更为活跃。ELISA结果显示,随时间增加,nm-Ti组分泌白细胞介素-10(interleukin-10,I...     

纳米颗粒钛膜的构建及其表面形貌特征研究

目的构建4级纳米颗粒钛膜实验模型,并评价其表面微观形貌特征。方法采用直流磁控溅射法通过温度控制制备不同大小的纳米颗粒钛膜,采用X射线衍射测试其表面晶粒大小,采用原子力显微镜观察4个温度组（常温、100、250、380 ℃）Si、Ti基底及未镀膜对照组的表面微观形貌,统计并比较各组颗粒大小,测定各组表面粗糙度大小。结果各组样品表面均形成由密集的圆形或卵圆形颗粒组成的致密薄膜,随温度升高,颗粒大小和晶粒大小均逐渐增大。相对于平整的Si基底,Ti基底的本底形貌对表面膜有较大影响,形成一种复合结构,使Ti基底组的表面粗糙度呈现出随颗粒增大而降低的现象。结论本实验在直流磁控溅射中通过对温度控制而形成不同大小的纳米颗粒钛膜,这种在Ti基底上所形成的复合结构能进一步增大其比表面积。     

钛种植体阳极氧化的研究

如何对钛种植体进行表面改性,提高钛种植体表面物理性能、化学性能和生物性能一直是国内外学者研究的热点。钛表面阳极氧化技术可增加钛表面氧化膜厚度,增加表面粗糙度,增强耐腐蚀性和抗菌性,使钛表面着色。细胞黏附实验显示,经阳极氧化后的钛表面生物活性提高,骨结合能力增强。根据氧化条件的不同,阳极氧化又可以分为一般阳极氧化、微弧氧化、二氧化钛纳米管的形成。本文将对钛表面阳极氧化的研究进展做一综述。     

种植体表面纳米改性方法及其生物学效应研究进展

钛及其合金因其耐腐蚀性能好、弹性模量低、生物相容性良好等特点,已经成为生物医学领域不可或缺的金属材料,在关节置换、骨折修复、口腔种植等方面发挥着重要作用。表面纳米化是指在材料表面形成一层由纳米级颗粒或晶粒组成的强化层,从而改善金属材料的表面性能,具有更为理想的促进成骨效果。文章就钛种植体表面纳米改性方法及纳米结构对细胞生物学行为的影响做一综述,为钛种植体表面形貌的进一步优化提供依据。     

纯钛微纳米复合形貌对成骨细胞生物学行为的影响

目的对比研究纯钛表面不同微纳米图案对成骨细胞生物学活性的影响,探讨微米与纳米结构在影响细胞行为当中的不同作用。 方法制备4组纯钛微纳米复合表面形貌：喷砂（S）、喷砂-酸蚀（SLA）、喷砂-碱热（SAH）及喷砂-阳极氧化（SAN）。检测各组材料表面理化性能,扫描电镜观察各组材料表面形貌及细胞黏附形态,CCK-8法测定细胞在材料表面增殖能力,碱性磷酸酶（ALP）活性检测细胞在材料表面分化能力。利用单因素方差分析进行统计分析,最小有意义差异（LSD）t检验对同时间点不同组的CCK-8及ALP结果进行比较。 结果（1）粗糙度结果示：SLA组粗糙度大于其余3组,差异有统计学意义（F_Ra = 38.449,P_Ra<0.001;F_Rq = 29.564,P_Rq<0.001）。（2）扫描电镜示：S组仅形成弹坑状一级微米结构,黏附细胞伪足短小,SLA、SAH及SAN组分别修饰沟壑状、网状及管状二级纳米多孔图案,细胞于SAH、SAN组表面伪足更为伸展,其中SAH组表面细胞伪足生长进入孔隙形成机械锁结。（3）CCK-8结果示：第5天,SAH和SAN组细胞增殖A值（1.546和1.528）显著高于S组（1.31）,差异有统计学意义（F = 3.229,P = 0.042）;第7天时,SAH和SAN组细胞增殖A值（2.646和2.57）显著高于S组（2.24）,差异有统计学意义（F = 3.51,P = 0.035）。（4）细胞分化检测示：接种7 d后,SAH组ALP活性（77.656）显著高于S、SLA及SAN组（53.132、51.052和62.207）,差异有统计学意义（F = 29.734,P<0.001）;接种14 d后,SAH与SAN组ALP活性（104.107和109.963）显著高于S与SLA两组（82.885和73.303）,差异有统计学意义（F = 46.052,P<0.001）。 结论钛片表面微纳米图案影响细胞伪足形态,促进细胞增殖及ALP活性,其中多孔形貌显著增加细胞活性,碱热处理表面早期ALP活性显著增加,且形成纳米网比纳米管更有利于形成机械锁结。     

正畸微种植体表面阳极氧化处理对周围骨组织的影响

目的通过组织形态学及组织形态测量学评价正畸微螺旋种植体表面阳极氧化处理对周围骨组织愈合情况的影响。方法24枚钛合金正畸用微螺旋种植体种植于两只新西兰大白兔的后腿,在闭合环境下生长6周。12枚微种植体经过表面阳极氧化处理作为研究组;另外12枚表面没有经过任何处理作为对照组。兔处死后,部分微种植体及周围骨组织进行组织学苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin staining,HE）处理,每组有4枚微种植体及周围骨组织块采用维拉努埃瓦（Villanueva）染色。光学显微镜评价种植体的组织学变化并计算种植体的骨结合率。结果两组种植体均与周围骨组织有一定的结合,其间无结缔组织可见。螺旋区骨纤维走向紊乱,表面阳极氧化组微种植体周围有较多的骨组织可见。阳极氧化组微种植体的骨结合率略高于对照组。结论阳极氧化处理可能促进钛合金微种植体与周围骨组织的结合。     

新型钛种植体涂层构建及体外生物安全性评价

目的:构建一种新型钛种植体涂层,检测其表面形貌及体外生物安全性.方法:采用明胶作为交联剂,以本课题组前期制备的包裹SDF-1和rhBMP-2的双层载药纳米微球为基础,通过振荡渗涂交联法将微球交联至微弧氧化涂层的微孔中,在钛种植体表面构建出新型功能性涂层,观察其表面形貌.通过细胞毒性试验、口腔黏膜刺激试验及溶血试验对新型钛种植体涂层体外生物安全性进行初步检测.结果:扫描电镜结果显示新型功能性涂层形貌良好.细胞毒性试验结果显示该涂层100％浸提液细胞毒性为1级,溶血率为4.6％,口腔黏膜刺激试验结果显示该涂层对黏膜无刺激作用.结论:通过振荡渗涂交联法构建的新型钛种植体表面涂层具有良好的表面形貌及生物安全性.     

兼具微米-纳米钛表面的生物力学研究

目的:通过拔出力试验研究兼具微米-纳米纯钛表面对骨整合速度的影响。方法:采用电化学处理的方法(EE组)在纯钛表面产生兼具微米-纳米的微结构,将电化学表面处理试件植入日本大耳白兔右侧胫骨中,以喷砂加酸蚀组(SLA组)、机械加工组(M组)为对照组。种植术后4周、7周、10周、13周后,用万能材料试验机将试件从骨内拉出,分别测定各个周期的拔出力。结果:4周、7周、10周、13周时,EE、SLA和M组试件的拔出力存在差异,其中EE组高于SLA组和M组(P<0.05)。结论:兼具微米-纳米的电化学表面处理可明显提高骨-种植体界面的愈合速度。     

纳米二氧化钛涂层种植体材料的抗菌活性实验研究

目的:通过研究纳米二氧化钛(Nano-TiO2)种植体表面涂层材料的抗菌性能,为种植体表面材料的研发提供实验依据。方法:采用种植体周围炎可疑致病菌株牙龈卟啉单胞菌(Pg)、血链球菌(Ss)、金黄色葡萄球菌(Sa),以TC4(钛合金)为对照组比较两种材料的抗菌效果,并采用时效法测试时间长短对材料抗菌活性的影响。结果:采用贴膜法对Nano-TiO2涂层试件抗菌效果进行定量测试,对Pg、Ss、Sa的抗菌率分别为94.02%、99.34%、98.72%,实验组与对照组细菌量差异有统计学意义(P<0.05)。通过时效法测试时间长短对材料的影响,结果显示随着时间的推移,同一材料表面细菌量的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:纳米二氧化钛涂层材料对3种可疑口腔致病菌均具有很好的抗菌效果,其抗菌性能优于TC4材料;其抗菌效果无时间依赖性,具有一定的抗菌稳定性和持久性,对于种植体周围炎的防治具有积极作用。     

钛金属阳极氧化表面及其复合物的抗菌性

种植体周围感染一直被认为是种植失败的重要原因之一。对种植体表面进行粗化处理可以提高种植体表面与骨组织的结合能力,但也为细菌的定植提供了有利条件。近年来,各类抗菌表面处理技术已成为种植体研究的重要方面,以开发出抗菌性能优越、有利成骨的种植体表面。其中,阳极氧化法种植体表面处理由于其多方面的优越性能,受到学者们的广泛关注。本文就钛及钛合金的阳极氧化种植体表面及其复合物的抗菌性作一综述。     

“脑回形(cortex-like)”微弧氧化膜钛种植体成骨的Micro-CT分析

目的: 利用Micro-CT评价“大脑皮质”(cortex-like)形貌的二氧化钛膜层在初始稳定性和继发稳定性阶段的骨-种植体结合的能力。方法: 实验组MAO(cortex-like)为 “大脑皮质”形貌种植体,对照组SLA为具有同等规格的SLA形貌的种植体,共计36颗,通过扫描电镜(SEM)等对材料表面进行表征,随机植入18只新西兰雄性兔的股骨髁部,分别于4周和8周处死取样,所得标本行Micro-CT扫描重建,分析MAO和SLA种植体表面的骨结合状况以及的骨小梁形态学参数。结果: 类“大脑皮质”形貌氧化层由微米级沟槽和纳米级孔洞组成,沟槽相互交通,接触角(6.9±1.14)°,Micro-CT检测可见:随着骨结合时间的延长,骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)、厚度(Tb.Th)、连接密度增加(Conn.Dn)均增加,结构模型指数(SMI)、骨小梁分离度(Tb.Sp)下降,第4周时,BV/TV,SMI组间比较差异存在统计学意义(P<0.05),第8周时,BV/TV、Tb.N、Tb.Sp、Conn.Dn值组间比较差异存在统计学意义(P<0.05),MAO高于SLA组。结论: “大脑皮质”(cortex-like)形貌的二氧化钛、具有双微层结构膜层,能促进种植体的骨结合的提升,是一种良好的种植体改性方法。