Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb合金表面陽極氧化處理對成骨細胞生物學(xué)行為的影響.pdf

1、為了提高骨內(nèi)種植體的骨結(jié)合性能，研究者們嘗試用不同的方法對種植體進行表面改性。陽極氧化是對鈦及其合金表面改性的一種簡單而有效的方法，可以獲得具有良好生物相容性及生物活性的納米級表面形貌。本研究采用陽極氧化方法對彈性模量較低、不含有毒合金元素的近β鈦合金Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb(TLM)表面進行處理，并觀察其對成骨細胞早期生物學(xué)行為的影響。用穩(wěn)壓直流電源在5V和20V兩個電壓下分別對TLM表面進行陽極氧化處理，采用場發(fā)射電鏡

2、觀察試樣表面形貌、X射線衍射分析儀(XRD)分析表面晶相、接觸角測量系統(tǒng)測量表面接觸角并計算表面能、商業(yè)試劑盒評價表面蛋白吸附能力、熒光計數(shù)法檢測成骨細胞在材料表面附著、噻唑鹽(MTT)方法檢測細胞在材料表面增殖、掃描電鏡觀察細胞在試樣表面的形態(tài)、商業(yè)試劑盒檢測總蛋白合成及堿性磷酸酶(ALP)活性、實時定量PCR(Realtime-PCR)方法檢測不同處理的表面成骨細胞成骨相關(guān)基因的表達。
　　結(jié)果如下：
　　1.TLM試樣

3、經(jīng)陽極氧化后，在5V電壓下表面形成鄰接緊密的孔徑約為10nm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在20V電壓下表面形成管間隙較大的管徑約為80nm的微管結(jié)構(gòu)。
　　2.XRD結(jié)果顯示TLM試樣表面的晶相為銳鈦礦。
　　3.通過觀察兩種液體在TLM試樣表面的接觸角發(fā)現(xiàn)，20V電壓陽極氧化表面、5V電壓陽極氧化表面和拋光表面的液體接觸角依次增大而表面能依次減小，它們之間的差異具有顯著性(p<0.05)。
　　4.表面蛋白吸附檢測結(jié)果顯示20V電壓

4、陽極氧化TLM表面的蛋白吸附能力顯著強于5V電壓陽極氧化表面和拋光表面。
　　5.細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，成骨細胞在20V電壓下陽極氧化處理形成的TLM納米管表面的早期附著數(shù)量明顯高于拋光表面(p<0.05)，細胞增殖水平與拋光表面接近。5V電壓下形成的納米網(wǎng)表面的成骨細胞附著顯著低于20V電壓陽極氧化表面(p<0.05)，但與拋光表面接近，而細胞增殖顯著低于另兩種表面(p<0.05)。
　　6.20V電壓陽極氧化表面的成骨細胞總

5、蛋白合成及ALP活性均顯著高于5V電壓陽極氧化表面和拋光表面(p<0.05)。
　　7.成骨細胞在試樣表面培養(yǎng)四天后，電鏡觀察顯示成骨細胞在拋光表面沿拋光紋路伸展且細胞突起較少。在陽極氧化表面，成骨細胞伸展較好呈扁平形狀，其中在20V電壓處理表面的細胞伸出大量的板狀和絲狀偽足。
　　8.Realtime-PCR檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)陽極氧化處理對TLM表面成骨細胞整合素β1(Integrinβ1)和轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子-2(RUNX2)的表達

6、無明顯影響。但在20V電壓陽極氧化表面的成骨細胞的ALP、骨鈣素（OCN）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的表達在第三天顯著增高，而在5V電壓陽極氧化表面的成骨細胞骨橋蛋白(OPN)表達在第十天顯著增高。
　　結(jié)論：TLM表面經(jīng)陽極氧化處理后形成納米網(wǎng)或納米管狀的形貌，表面濕潤性和表面能提高，蛋白吸附能力提高，這些效應(yīng)均與陽極氧化電壓有關(guān)。20V電壓下陽極氧化處理可以促進成骨細胞在TLM表面的附著、伸展、總蛋白合成和ALP活性，