纯钛表面微米坑复合纳米管形貌对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

背景:近年来对钛种植体材料表面微米纳米的仿生设计成为了生物材料领域的研究热点。目的:观察纯钛试件表面微米坑复合纳米管形貌对骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。方法:采用酸蚀阳极氧化方法,在纯钛表面构建微米坑复合纳米管形貌,作为实验组,以抛光处理的光滑钛试样为对照组,采用场发射扫描电子显微镜观察两组试样表面形貌。将骨髓间充质干细胞接种于两组钛试样表面,常规培养7 d内,MTT法检测细胞增殖能力;成骨诱导培养3,7,14 d后,检测碱性磷酸酶活性;成骨诱导培养7,14,21 d,RT-qPCR和Western blot检测成骨标志的mRNA及蛋白表达。结果与结论:(1)对照组试样表面无微米及纳米级结构,实验组试样表面可见为凹凸不平的微米坑形貌与均匀分布的纳米管阵列;(2)随着培养时间的增长,两组试样表面的骨髓间充质干细胞数量逐渐增加,实验组培养3,5,7 d的细胞数量明显多于对照组(P<0.05);(3)实验组成骨诱导培养7,14 d的碱性磷酸酶活性高于对照组(P<0.05);(4)实验组成骨诱导培养7,14,21 d的骨桥蛋白、骨特异性转录因子、骨钙素的mRNA及蛋白表达均高于对照组;(5)结果表明,钛表面微米坑复合纳米管形貌有利于骨髓间充干细胞的增殖与成骨分化。

玻璃表面化学蚀刻增强基板上类金刚石薄膜的结合力与透光率

本研究采用一种新方法来改善类金刚石(DLC)薄膜在玻璃表面结合力弱的问题。首先通过反胶束微乳液刻蚀法在玻璃表面蚀刻出致密连续的微米凹坑,然后采用磁控溅射依次镀制SiO_(2)、SiOC过渡膜及DLC膜。由于薄膜物质嵌在连续的微米凹坑里形成波浪状的3D膜层,不仅可将应用在膜上的作用力分解释放,而且也大大提高了玻璃表面与膜的接触面积,从而显著增强DLC薄膜在玻璃表面的结合。为了改善薄膜在可见光区的透光性能,镀膜前,在玻璃球形凹坑的玻璃表面进行二次化学蚀刻,在凹坑里生成纳米孔结构,减少反射,提高可见光透过率。本研究采用紫外-可见分光光度计、扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米力学综合测试系统、显微硬度仪及铅笔硬度测试等手段对样品进行了性能表征。结果表明,SiO_(2)、SiOC过渡层可以使玻璃基板与DLC薄膜之间结合力,从(28.82±0.62)mN提高到(53.32±0.78)mN,提高近1倍。在相同的DLC膜镀制条件下,玻璃表面的微米凹坑可进一步使DLC的膜基结合力再提高1倍,从(53.32±0.78)mN提高到(106.32±0.82)mN。显微硬度从543.7 HV提高到735.5 HV,铅笔硬度从6 H提高到7 H。通过二次化学蚀刻产生的纳米孔可使镀膜玻璃的可见光平均透过率提高约4%。