米诺环素改性纯钛抗菌性能及其对人骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的探讨米诺环素改性纯钛的抗菌性能及其对人骨髓间充质干细胞(hMSC)成骨分化的影响。方法用聚多巴胺(PD)接枝米诺环素,用PD包被纯钛(Ti),将PD涂层的Ti片分别浸入100、200、500μg/mL米诺环素溶液中(100μg/mL组、200μg/mL组、500μg/mL组),制备米诺环素涂层Ti片(MHCI-Ti)。荧光光谱仪测定接枝的米诺环素,X射线光电子能谱表分析MHCI-Ti表面的化学成分,LIVE/DEADBacLaght染色检测细菌黏附能力。常规培养hMSC,并分别接种在抛光的Ti、MHCI-Ti(200μg/mL)上,于成骨培养基中培养。分别于培养第1、4、7天采用MTT法检测细胞活力,在成骨诱导后的第7、14、21、28天用荧光光谱仪检测碱性磷酸酶(ALP)活性,用茜素红染色法检测细胞钙沉积。结果200μg/mL组米诺环素量高于100μg/mL组(P<0.05),200μg/mL组米诺环素量与500μg/mL组比较差异无统计学意义(P>0.05)。扫描电镜图像显示,Ti和MHCI-Ti表面形态相似,MHCI-Ti表面的N1s(399 eV)峰的强度高于Ti表面,表明PD和米诺环素被成功覆盖。变形链球菌在样品上培养7 d,电镜下观察到大量的细菌簇,与MHCI-Ti相比,Ti表面附着的细菌多。激光共聚焦显微镜结果显示,Ti表面有一层明显的细菌层绿色细菌,MHCI-Ti表面有一层死亡的微生物层,其中200μg/mL组抗菌性能最高。与Ti比较,MHCI-Ti表面hMSC培养第4、7天活力高,培养第28天ALP活性高,培养第21、28天钙沉积高(P<0.05)。结论MHCI-Ti抗菌性能高,且可促进hMSC成骨分化。