纯钛表面TiO2纳米管结合Ⅰ型胶原促进成骨细胞黏附和骨结合

编号：YYHY007862

篇名：纯钛表面TiO2纳米管结合Ⅰ型胶原促进成骨细胞黏附和骨结合

作者：李莺 尤亚鹏 李宝娥 宋云嘉 马奥博 陈博 韩文 李长义

关键词： 种植体 纯钛 TIO2纳米管 Ⅰ型胶原 成骨细胞 细胞黏附 基因表达 骨结合 牙种植体 钛 纳米管 胶原

机构： 天津医科大学口腔医院 河北工业大学材料科学与工程学院

摘要： 背景:有研究报道,单纯纳米管改性的钛种植体表面可促进体外成骨细胞的黏附、增殖、分化,胶原涂层也具有增强成骨细胞黏附和体内骨结合的作用。目的:在纯钛表面制备TiO2纳米管结构表层并结合Ⅰ型胶原,观察改性后的纯钛表面对体外成骨细胞黏附和体内骨结合的影响。方法:采用阳极氧化处理在纯钛表面制备TiO2纳米管涂层,并结合Ⅰ型胶原,采用扫描电镜观察、接触角测定对纯钛(纯钛组)、TiO2纳米管(纳米管组)和TiO2纳米管结合Ⅰ型胶原(胶原/纳米管组)3种表面进行表征。将MC3T3-E1小鼠前成骨细胞株分别接种于3组材料上,培养4h后,利用扫描电镜观察细胞黏附形态,倒置荧光显微镜观察细胞黏附计数,激光共聚焦显微镜观察细胞骨架与黏附斑蛋白表达,实时荧光定量PCR分析黏附斑蛋白与护骨素基因表达。将3组试样分别植入SD大鼠(中国医学科学院放射医学研究所实验动物中心提供)胫骨内,4周后取胫骨标本,分别进行生物力学推出实验与组织学观察。结果与结论:①扫描电镜显示,纯钛表面仅可见机械打磨的划痕;纳米管组表面形成了可控、均一的垂直排列的纳米管状结构,管径约70nm;胶原/纳米管组表面纳米管结构周围可见胶原附着,封闭了部分管口;②胶原/纳米管组的亲水性大于纳米管组、纯钛组(P<0.05);③与纯钛组、纳米管组比较,胶原/纳米管组成骨细胞黏附数目增加(P<0.05),细胞伸展完全,骨架结构明显,黏附斑蛋白表达强度高(P<0.05),黏附斑蛋白和护骨素基因表达升高(P<0.05);④动物体内植入实验显示,胶原/纳米管组最大推出力显著高于纯钛组、纳米管组(P<0.05);苏木精-伊红染色显示,纯钛组种植体周围骨质较少,可见较多的纤维结缔组织;纳米管组种植体周围新生骨较多,纤维结缔组织较少;胶原/纳米管组种植体周围形成结构致密的新生骨,仅残留菲薄的纤维结