Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb合金表面陽(yáng)極氧化處理對(duì)成骨細(xì)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(duì)種植體進(jìn)行表面改性。陽(yáng)極氧化是對(duì)鈦及其合金表面改性的一種簡(jiǎn)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(jí)表面形貌。本研究采用陽(yáng)極氧化方法對(duì)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(jìn)行處理，并觀察其對(duì)成骨細(xì)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(gè)電壓下分別對(duì)TLM表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用場(chǎng)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(cè)量系統(tǒng)測(cè)量表面接觸角并計(jì)算表面能、商業(yè)試劑盒評(píng)價(jià)表面蛋白吸附能力、熒光計(jì)數(shù)法檢測(cè)成骨細(xì)胞在材料表面附著、噻唑鹽(MTT)方法檢測(cè)細(xì)胞在材料表面增殖、掃描電鏡觀察細(xì)胞在試樣表面的形態(tài)、商業(yè)試劑盒檢測(cè)總蛋白合成及堿性磷酸酶(ALP)活性、實(shí)時(shí)定量PCR(Realtime-PCR)方法檢測(cè)不同處理的表面成骨細(xì)胞成骨相關(guān)基因的表達(dá)。
　　結(jié)果如下：
　　1.TLM試樣

3、經(jīng)陽(yáng)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(guò)觀察兩種液體在TLM試樣表面的接觸角發(fā)現(xiàn)，20V電壓陽(yáng)極氧化表面、5V電壓陽(yáng)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(cè)結(jié)果顯示20V電壓

4、陽(yáng)極氧化TLM表面的蛋白吸附能力顯著強(qiáng)于5V電壓陽(yáng)極氧化表面和拋光表面。
　　5.細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，成骨細(xì)胞在20V電壓下陽(yáng)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(xì)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(xì)胞附著顯著低于20V電壓陽(yáng)極氧化表面(p<0.05)，但與拋光表面接近，而細(xì)胞增殖顯著低于另兩種表面(p<0.05)。
　　6.20V電壓陽(yáng)極氧化表面的成骨細(xì)胞總

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

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