二甲双胍对微弧氧化羟基磷灰石涂层金属钛表面的糖尿病大鼠BMSCs细胞增殖和成骨分化的影响及机制研究

目的探究二甲双胍(Met)对微弧氧化羟基磷灰石(MAO-HA)涂层金属钛表面的2型糖尿病(T2DM)大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)细胞增殖和成骨分化的影响及作用机制。方法20只SPF级雄性大鼠随机分为正常组(NC组)、T2DM组、低剂量二甲双胍组(Met-Low组)、高剂量二甲双胍组(Met-High组),每组5只。采用高糖高脂饲料喂养4周联合腹腔注射链脲佐菌素(STA,50 mg/kg)建立T2DM大鼠模型。Met-Low、Met-high组大鼠分别进行二甲双胍150 mg·kg^(-1)·d^(-1)、300 mg·kg^(-1)·d^(-1)灌胃,NC组、T2DM组以等量0.9%氯化钠溶液灌胃。灌胃4周后,处死大鼠并分离股骨、胫骨中的BMSCs。采用电化学法(ELC)和微弧氧化法(MAO)制备羟基磷灰石(HA)涂层金属钛材料。将正常大鼠来源的BMSCs种植于ELC-HA、MAO-HA涂层表面,培养48 h后,扫描电镜观察涂层表面形态及BMSCs在其表面的吸附情况。将不同来源的BMSCs种植于MAO-HA涂层表面,并分为NC组、T2DM组、Met-Low组、Met-High组。培养48 h后,CCK-8、EdU染色检测BMSCs增殖能力;碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色检测BMSCs成骨分化能力;Western blot检测细胞增殖相关标志物[增殖细胞核抗原(PCNA)、Ki67]、成骨分化相关标志物[碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)]、Wnt/βcatenin通路相关蛋白[Wnt3a、β连环蛋白(βcatenin)、糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)]蛋白水平。结果MAO-HA涂层表面具有均匀粗糙的孔隙,其上BMSCs充分伸展,细胞突起粗大,而ELC-HA涂层表面十分光滑,其上BMSCs皱缩,突起较细。与NC组相比,T2DM组BMSCs细胞存活率、EdU阳性细胞率及成骨分化能力明显降低,BMSCs中PCNA、Ki67、ALP、OCN、OPN、Wnt3a、βcatenin蛋白水平明显降低,GSK-3β蛋白水平明显升高(均P<0.05)。与T2DM组相比,Met-Low组和Met-High组BMSCs细胞存活率、EdU阳性细胞率及成骨分化能力明显升高,BMSCs中PCNA、Ki67、ALP、OCN、OPN、Wnt3a、βcatenin蛋白水平明显升高,GSK-3β蛋白水平明显降低(均P<0.05)。结论二甲双胍能够促进MAO-HA金属钛表面T2DM大鼠BMSCs增殖和成骨分化能力,其可能通过激活Wnt/βcatenin通路发挥作用。

氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层对RAW264.7巨噬细胞免疫活性的影响

背景:纯钛种植体植入机体后存在骨融合失败或者种植体周围感染等问题,因此对钛种植体表面进行改良已成研究的热门话题。巨噬细胞是机体应对外界刺激的一道免疫防线,任何生物材料植入体内后的相关免疫反应均与巨噬细胞相关。目的:采用电化学沉积法在纯钛片表面制备氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,分析涂层的表面特征及对RAW264.7巨噬细胞生长、极化的影响。方法:采用电化学沉积法在纯钛片表面分别制备单纯氧化石墨烯涂层、氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,表征涂层的物理性能。将纯钛片(空白组)、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(对照组)、沉积氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层的钛片(实验组)分别与RAW264.7巨噬细胞共培养,采用CCK-8法、DAPI染色检测细胞增殖,扫描电镜观察细胞在钛片表面的黏附,流式细胞仪检测细胞极化表型。结果与结论:(1)扫描电镜下可见纯钛片有定向划痕与少量点状凹陷;沉积单纯氧化石墨烯涂层后,钛片表面可见较多裂纹沟壑和大小不均匀的颗粒状物,以及氧化石墨烯特征的褶皱样结构;沉积复合涂层后,钛片表面较光滑,可见团状颗粒,颗粒大小较为均匀。沉积复合涂层钛片的水接触接角小于纯钛片、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(P <0.05)。(2)CCK-8检测与DAPI染色显示,相较于空白组、对照组,实验组细胞增殖更快。扫描电镜下可见RAW264.7细胞均黏附于3组钛片表面,随着培养时间的延长细胞形态发生改变,由圆形向梭形转变,至培养7 d时,空白组细胞伸出的伪足短而少,对照组细胞伸出长而多的伪足,实验组细胞伸出短而多的伪足,并且实验组细胞整体饱满度最优。流式细胞仪检测显示,实验组细胞更高比例向抗炎方向M2型极化。(3)结果表明,氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层具有良好的理化性能及生物学性能。

羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层促进大鼠骨缺损的修复

背景:钛及钛涂层材料在口腔种植领域广泛运用,但仍存在着种植体周围炎、种植体脱落及松动等现象,因此对纯钛的表面改性成为了口腔医学研究的热点问题。目的:探究钛表面羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层的物理性能及促成骨性能。方法:在电压为10,30,50 V条件下,采用电化学沉积法在钛表面分别制备羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层,表征涂层的微观形貌、亲水性能,筛选最佳电压条件下制备的复合涂层,用于动物实验。取54只SD大鼠,在双侧后肢股骨头制备直径2 mm、深度7 mm的缺损,随机分3组干预,每组18只:空白组不植入钛材料,纯钛组植入纯钛材料,涂层组植入负载羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层钛材料,植入后第4,8,12周取材,通过X射线片、Micro-CT扫描、病理切片染色观察成骨效果。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,当电压为10 V时,涂层中出现了大量的裂纹和块状物;当电压升至30 V时,涂层仍然存在一些小的块状物,但整体上表现出较为平坦的均匀性;当电压为50 V时,涂层的分布更加均匀,裂纹和斑点也减少。在50 V电压下制备的复合涂层亲水性能最佳。综合以上,动物实验选择在50 V电压下制备的复合涂层材料。(2)X射线片显示种植体植入位置相对固定,未产生严重的术后炎症反应。Micro-CT扫描结果显示,涂层组种植体表面新骨形成速度与成骨量均优于纯钛组(P <0.001)。病理切片苏木精-伊红染色、Masson染色进一步证实了Micro-CT扫描结果。病理切片免疫组化染色显示,纯钛组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于空白组(P <0.001),涂层组植入第12周的骨桥蛋白、骨形态发生蛋白2表达高于纯钛组(P <0.001)。(3)结果显示,羟基磷灰石-氧化石墨烯复合涂层材料具有良好的物理性能与促成骨性能。

3D打印钛合金多孔支架表面构建羟基磷灰石涂层促进骨生长

为了解决人工关节假体的应力屏蔽问题,基于3D打印技术设计了70%孔隙率的X型多孔钛合金支架,并在支架表面构建羟基磷灰石(HA)涂层,探究了反应时间及不同预处理方法对HA涂层沉积效果的影响。发现水热反应12 h,且经酸蚀+预碱化+预钙化处理后HA涂层效果最好。将涂覆HA涂层的X型结构多孔Ti6Al4V合金支架与小鼠的MC3T3-E1细胞共同培养,评价其细胞毒性、生物相容性、细胞增殖行为以及成骨能力。结果表明,HA涂层可以增强多孔Ti6Al4V合金支架的生物相容性,使得MC3T3-E1细胞在多孔Ti6Al4V合金支架上更易于粘附和铺展,有利于钙、磷等元素的沉积,使支架矿化能力增强,骨整合能力提高。

硫化铜/氧化石墨烯/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合材料的抗菌及促成骨作用

目的探讨硫化铜(CuS)/氧化石墨烯(GO)/壳聚糖(CS)/纳米羟基磷灰石(nHA)复合材料(CGCHs)的抗菌和促成骨作用及其作用机制。方法采用水热法合成CuS/GO纳米颗粒,通过原位沉淀法合成CS/nHA支架和CGCHs支架,检测材料表征、光热转换性能和生物安全性,评估CGCHs组和近红外光(NIR)照射下CGCHs(CGCHs+NIR)组的细菌抑制效果及其对细菌生物膜相关基因表达的影响,观察CGCHs和CS/nHA不同材料组的促成骨分化和成骨、破骨相关基因表达。结果CGCHs是具有高度孔隙率的三维支架,在CuS/GO浓度为200μg/mL时CGCHs同时兼具良好的红外升温效果和生物安全性。琼脂糖平板涂菌和细菌死活染色结果均表明CGCHs+NIR组抗菌性能最佳,生物膜相关基因qPCR检测证实其具有抑制细菌生物膜相关基因表达的作用。茜素红染色结果表明CGCHs具有良好的体外促成骨性能,体外共培养3、7、14、21和28 d qPCR结果表明CGCHs对成骨早期和晚期相关基因表达均具有促进作用。与破骨细胞共培养结果可观察到CGCHs具有抑制破骨细胞形成的作用,细胞凋亡检测结果进一步验证这一结论,破骨分化相关基因qPCR检测结果表明,CGCHs主要通过抑制抗酒石酸酸性磷酸酶、组织蛋白酶K、CTR、P65和P38在共培养7、14 d的表达来抑制破骨细胞的分化。结论作为纳米复合材料,CGCHs生物安全性好,具有良好的红外光热协同抗菌作用,在促成骨分化的同时抑制破骨细胞分化,有望为感染性骨缺损治疗提供新的思路。

3D打印聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖/多西环素抗菌支架的性能

背景:聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,成为一种新型的骨科固定材料,然而该材料缺乏细胞识别信号,不利于细胞黏附和成骨分化,限制了其在生物材料中的应用。目的:3D打印聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,评估其药物缓释及生物性能。方法:采用熔融沉积技术打印孔隙交互的多孔聚乳酸支架(记为PLA支架),将该支架浸泡于多巴胺溶液中制备聚乳酸-多巴胺支架(记为PLA-DA支架);将纳米羟基磷灰石投入壳聚糖溶液中,然后将PLA-DA支架浸没其中,制备聚乳酸-纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(记为PLA-nHA/CS支架),表征3组支架的微观形貌、孔隙率、水接触角与压缩强度。采用冷冻干燥法制备负载药物多西环素的PLA-nHA/CS支架(记为PLA-nHA/CS-DOX支架),表征其药物释放。将PLA、PLA-DA、PLA-nHA/CS、PLA-nHA/CS-DOX支架分别与MC3T3-E1细胞共培养,检测细胞增殖与成骨分化能力;将不同浓度的金黄色葡萄球菌悬液分别与4组支架共培养,采用抑菌圈实验检测支架的抗菌性能。结果与结论:①扫描电镜下可见PLA、PLA-DA支架表面致密光滑,PLA-nHA/CS支架表面可见纳米羟基磷灰石颗粒;PLA、PLA-DA、PLA-nHA/CS支架的孔隙率逐渐降低,压缩强度逐渐升高,PLA-nHA/CS支架的弹性模量满足松质骨要求;PLA-DA、PLA-nHA/CS支架的水接触角小于PLA支架;PLA-nHA/CS支架体外可持续释放药物达8 d。②CCK-8检测显示,4组支架均未显著影响MC3T3-E1细胞的增殖;PLA-DA组、PLAnHA/CS组、PLA-nHA/CS-DOX组细胞碱性磷酸酶活性均高于PLA组;茜素红染色显示,与PLA组相比,PLA-nHA/CS组、PLA-nHA/CS-DOX组细胞表现出较高的矿化水平。③抑菌圈实验显示PLA、PLA-DA支架无抗菌性能,PLA-nHA/CS支架具有一定的抗菌性能,PLA-nHA/CS-DOX支架具有超强的抗菌性能。④结果表明,PLA-nHA/CS-DOX支架具有良好的药物缓释性能、细胞相容性、促成骨性能及抗菌性能。

人体干细胞繁殖生长能力增强超音速火焰喷涂纳米氧化钛-羟基磷灰石涂层

超音速火焰(HVOF)喷涂纳米氧化钛加10%羟基磷灰石(HA)(n-TiO2-10%HA)粉末制备的生物医学涂层有望取代大气等离子喷涂的HA涂层。选用这种方法的原因为TiO2在人体内的稳定性很高(即没有溶解),另外,在Ti-6Al-4V的基板上的结合强度超过APS-HA涂层2倍。为了探索这些新材料和涂层的生物表现,在超音速火焰喷涂的n-TiO2和n-TiO2-10%HA的涂层表面上进行了从1到21天的人体间质干细胞(hMSCs)培养,APS的HA涂层和未涂层的Ti-6Al-4V合金基体作为对照。对hMSCs的活性特征进行了以下分析:阿拉莫尔艾迪布尔细胞的繁殖;生化碱性磷酸酶(ALP)活性的分析;细胞骨架组织(通过荧光/共聚焦显微镜)及细胞/基体的互动(通过扫描电子显微镜(SEM))。细胞繁殖和生化分析表明,在n-TiO2-10%HA涂层上培养的hMSCs表现出了类似的或优于APS-HA涂层上的hMSCs生物活性。细胞骨架组织在超音速火焰喷涂n-TiO2-10%HA涂层表面上具有更高的细胞繁殖和附着程度。这些结果对下一代高性能长寿命热喷涂生物涂层具有重要意义。

医用羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能研究

目的 :利用纳米二氧化钛的耐生理腐蚀和抗菌特性 ,以及纳米羟基磷灰石的生物活性 ,制备羟基磷灰石 /二氧化钛纳米复合生物材料 ,以发挥其综合优势。方法 :用溶胶 -凝胶法制备了纳米羟基磷灰石 /纳米二氧化钛复合材料 ,以透射电镜 (TEM )、X射线衍射仪 (XRD)和红外光谱 (IR)对复合材料的物相、组成、结构和性能进行了分析。结果 :实现了羟基磷灰石和二氧化钛以纳米级形式复合 ,且它们之间产生了化学键合。结论 :该种无机纳米复合材料可用于口腔修复和制备新型无机 /有机纳米复合生物活性材料。

羟基磷灰石和二氧化钛纳米粒子溶胶的血液相容性

羟基磷灰石 (HAP)和二氧化钛 (TiO2 )纳米粒子是两种具有潜在应用前景的生物材料。本文通过溶血实验、小鼠出血和凝血时间、凝血酶原时间 (PT)和白陶土部分凝血活酶时间 (PTT)测定等对两种纳米粒子溶胶的血液相容性行了初步评价。结果显示 ,HAP纳米粒子溶胶、溶血实验阴性 ,显著延长小鼠的出血、凝血时间和大鼠白陶土部分凝血活酶时间和凝血酶原时间。TiO2 纳米粒子溶胶对小鼠的出、凝血时间无影响 ,溶血实验阴性。对大鼠白陶土部分凝血活酶时间和凝血酶原时间也无影响。两种纳米粒子溶胶均可使体外家兔红细胞发生凝聚。上述实验不同的结果主要与使用了不同的稳定剂有关 :HAP稳定剂为肝素 ,TiO2 稳定剂为聚氯乙烯 (PVC)。提示 ,在考虑纳米粒子溶胶的生物学应用前景时 ,除了纳米粒子本身的性质 。

阳极氧化伴水热处理制备纯钛羟基磷灰石薄涂层

为了解纯钛阳极氧化伴水热处理的技术路线及羟基磷灰石薄涂层在体内的成骨效应 ,以钛片为阳极 ,β-磷酸甘油钠和醋酸钙为电解质 ,经 2 0 0～ 40 0 V直流电解 15 min,维持电流密度≤ 5 0 m A/ cm2 ,而后经 2 80℃～30 0℃水热处理 2 h,取光滑、喷砂表面作对照 ,分别植入 12只兔股骨内 ,在术后 4、8、16周取出带种植体骨块制作磨片 ,观察新骨生成情况及术后 8周光滑和涂层种植体的界面超微结构 ,并作表面能谱分析。结果发现水热处理后 ,钛片表面出现了羟基磷灰石涂层 ,动物实验显示涂层种植体 8周后编织骨的转化和成熟较快 ,未见剥脱的羟基磷灰石碎片 ,其表面的钙、磷含量在种植后增加明显。这说明阳极氧化伴水热处理可以制备出纯钛表面羟基磷灰石薄涂层 ,其早期促编织骨形成作用明显 。

载银二氧化钛纳米羟基磷灰石／聚酰胺66复合材料的生物相容性及其安全性

背景:理想的修复材料是既具有良好生物相容性,又具有成骨能力。任何一种生物材料必须具备使用安全性和良好的生物相容性,这是生物材料获准临床使用的前提。目的:探讨载银二氧化钛纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(TiO2-Ag-nHA/PA66)骨修复材料的体内生物相容性及安全性。设计、时间及地点:随机对照,重复测量设计,于2008-07/2009-07在重庆医科大学完成。材料:清洁级3周龄昆明小鼠40只,同窝同系健康成年新西兰大白兔32只,均由重庆医科大学实验动物中心提供。粉末状TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料10g,直径5mm×长度25mm和直径3mm×长度5mm的TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料各32根,由四川大学纳米生物材料研究中心提供。方法:①急性全身毒性试验:40只小鼠随机分为实验组和对照组,选择粉末状复合材料制备材料浸提液,将浸提液注入实验组小鼠腹腔内,对照组注入等量生理盐水。②肌内埋植实验:16只兔随机分为实验组和对照组,实验组每只兔左、右竖脊肌各植入2根直径5mm×长度25mm复合材料,对照组行相同的手术操作但不植入任何材料。③骨内埋植试验:取剩余16只兔,每只兔左、右外上髁各植入1根直径3mm×长度5mm柱状复合材料。④溶血试验:取抗凝兔血8mL,分别加入复合材料粉末0.1,0.15,0.2g。主要观察指标:TiO2-Ag-nHA/PA66的体内生物相容性及安全性。结果:急性全身毒性试验结果表明,两组小鼠活动及进食良好,呼吸正常,无瘫痪、惊厥及死亡发生,小鼠体质量稳定。肌内埋植试验和骨内埋植试验结果显示,植入前及植入后4d,1周,2周,两组丙氨酸氨基转移酶、天门冬酸氨基转移酶、尿素氮、肌酐水平及白细胞数量均无明显差异(P>0.05),且实验组内各时相点比较亦无明显差异(P>0.05)。肌内埋植中,实验组的组织切片示材料周围的包裹组织,材料周围炎性演变转归与对照组基本相似;骨内埋植中,实验组的组织切片示围绕材料出现新骨。溶血试验结果显示,3种浓度梯度的TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料其溶血率均未超过5%,达到标准要求。结论:TiO2-Ag-nHA/PA66复合材料具有良好的生物相容性及生物安全性。

万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管的抗菌性能

背景:研究表明,钛金属纳米管涂层不仅能够促进材料本身的生物活性,同时还可作为药物载体负载抗生素及生长因子等。目的:检测万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管的体内外抗菌性能。方法:检测万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管、万古霉素/二氧化钛纳米管的体外释药性能。将1010L-1的金黄色葡萄球菌稀释液分别铺于商业钛金属、二氧化钛纳米管及万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上,24 h后,扫描电镜观察细菌生长情况,聚焦扫描电镜观察细菌活性。结果与结论:(1)扫描电镜观察:金黄色葡萄球菌在万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的数量最少且细菌形态破坏;(2)聚焦扫描电镜观察:万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的细菌数量及活菌数量最少,商业钛金属上的活菌数量最多;(3)体外释药性能:万古霉素从羟基磷灰石/二氧化钛纳米管上的释放时间长达18 d,从二氧化钛纳米管上的时间仅仅约为4 h;(4)结果表明:万古霉素/羟基磷灰石/二氧化钛纳米管具有良好的抗菌性能及缓释性能。

钛合金表面磁控溅射制备羟基磷灰石／氧化钇稳定氧化锆复合涂层

采用磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA／YSZ复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和划痕法对涂层进行了表征。结果表明:用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上成功制备HA／YSZ复合涂层,涂层主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相,此外还有少量的TCP和CaO相;涂层表面呈多孔状,有利于类骨组织的长入,表面显微粗糙度约为140 nm,涂层厚度约为4μm;划痕法测量涂层与基体的附着力约为80 N。

钛基表面纳米羟基磷灰石涂层的电泳沉积

应用沉淀法合成纳米羟基磷灰石,并以电泳沉积法在粗糙化的钛表面制备纳米结构的羟基磷灰石涂层.纳米涂层有利于保持羟基磷灰石的化学组成和结构,制备的涂层均匀并且无裂缝,烧结后涂层仍保持纳米结构,其烧结温度也明显降低。钛表面经化学处理后,可形成很多微孔和TiO2薄层,增强了涂层和基体之间的结合.涂层的结合力为 18±2. 5MPa,硬度和杨式模量分别为 32. 0和 2. 4GPa.

含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能

背景:提高钛种植体的抗菌性能,降低种植体周围炎的发生,是提高钛种植体成功率的有效方法。目的:观察含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能。方法:在纯钛表面先通过微弧氧化方法形成多孔二氧化钛,然后通过溶胶-凝胶法在其上形成含锌羟基磷灰石二氧化钛生物涂层。采用电感耦合等离子发射光谱仪测定各组钛样品Zn2+的释放浓度;通过抑菌实验及扫描电镜观察接种于复合涂层钛样品表面的牙龈卟啉单胞菌黏附数量和形态。结果与结论:在Tris缓冲液中Zn2+的释放浓度随着前体溶液中Zn/Ca摩尔比的增加而增加,牙龈卟啉单胞菌在复合涂层钛样品表面生长受到明显的抑制,黏附在材料表面的细菌形态发生改变。结果可见含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层具有较好的抑菌性能。

等离子喷涂-水热处理制备二氧化钛-羟基磷灰石复合涂层

为克服等离子喷涂羟基磷灰石生物涂层在结合强度和成分上的缺点 ,通过在钛合金基体上等离子喷涂二水磷酸氢钙和二氧化钛 (锐钛矿型 )复合粉末 ,并后续水热处理 ,制备了二氧化钛 -羟基磷灰石复合涂层。结果表明 :二水磷酸氢钙和二氧化钛复合粉末的等离子喷涂涂层由CaHPO4,Ca2 P2 O7,Ca3(PO4) 2 ,非晶磷酸钙和二氧化钛组成。水热处理涂层由羟基磷灰石和二氧化钛组成 ,升高水热处理温度可提高涂层中羟基磷灰石的结晶性。随着原始粉中二氧化钛加入量的增加 ,喷涂涂层中磷酸钙的含量和水热处理涂层中羟基磷灰石的含量减少 ,羟基磷灰石的晶体形貌从细针状变为小颗粒状 ,喷涂涂层和水热处理涂层的结合强度也随之升高。当二氧化钛的质量分数为 60 % ,水热处理涂层的结合强度可达

预阳极氧化和水热沉积复合法制备纯钛表面羟基磷灰石涂层

目的 :研究阻止金属离子向体液中游离和改善纯钛的生物相容性。方法 :采用预阳极氧化及水热沉积复合法对纯钛试件进行生物改性。用X射线衍射 (XRD)及SEM和SEM附带的能谱 (EDS)对涂层的组成和结构进行分析。结果 :预氧化后 ,纯钛表面生成了致密的纯锐钛矿型二氧化钛薄膜 ,它可诱导骨样羟基磷灰石的形成 ,促进细胞的黏附和生长 ,还能阻止内层金属离子的溶出。结论 :水热沉积后在致密的二氧化钛薄膜上生成了结晶状态完好、均匀多孔的骨样羟基磷灰石涂层 ,可提高纯钛植入体的生物相容性和生物活性。

负载银离子的羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料的成骨细胞相容性研究

目的观察添加负载银离子的羟基磷灰石/二氧化钛纳米复合材料(nAg-HA/TiO2)对成骨细胞超微结构及细胞活性的影响。方法将成骨细胞分别在添加了不同浓度(10μg/mL^500μg/mL)的nHA或nAg-HA/TiO2的培养基中培养2、6、8、24、72及120h,通过透射电镜观察、细胞计数及MTT法检测细胞超微结构、细胞增殖及线粒体活性,并计算单位细胞呼吸率。结果与空白对照组相比,纳米材料组细胞增殖及总体线粒体活性均受到抑制(P<0.05),且纳米材料浓度越高,对细胞的抑制作用越显著。但纳米材料组细胞呼吸率即单位细胞线粒体活性较高(P<0.05)。纳米材料对细胞超微结构无明显影响;同浓度nAg-HA/TiO2组与nHA组之间各项检测结果的差异无统计学意义(P>0.05)。结论nAg-HA/TiO的成骨细胞相容性与nHA近乎相同。

纯钛阳极氧化及表面薄层羟基磷灰石形成技术的研究 Ⅰ.氧化膜的制备及羟基磷灰石涂层的形成

目的 :初步了解制备纯钛表面阳极氧化膜和沉积HA薄涂层的技术路线。方法 :商业纯钛片经抛光、除油、酸洗后 ,置于电解槽中进行阳极氧化 ,采用 β-磷酸甘油钠和醋酸钙作为电解质 ,阳极化条件为直流电压200V～400V ,电流密度≤50mA/cm2,时间15分钟 ,阳极氧化完毕后将钛片经高温水热处理2小时 (280℃～300℃ )。结果 :在阳极化后的钛片表面出现蜂窝状孔隙 ,孔径约1μm -3μm ,周围为较规则的突起 ;X射线衍射图谱 (XRD)显示钛表面有金红石和锐钛矿两种氧化钛形成 ,能谱分析 (EDAX)表明钛表面氧化膜内含Ca、P元素 ;水热处理后 ,在钛表面出现了结晶物 ,XRD证明其为HA。结论 :阳极氧化可以在纯钛表面形成呈蜂窝状孔隙的、含Ca、P的氧化膜 ,经水热处理后 ,在氧化膜表面沉积了HA薄涂层。

悬浮液等离子喷涂制备羟基磷灰石纳米生物涂层研究进展

悬浮液等离子喷涂(SPS)作为一种新兴的喷涂方法,能够制备均匀、缺陷少的生物涂层。介绍了SPS制备羟基磷灰石(HA)纳米生物涂层的原理,总结了烧结区和致密区组织的形成机制,分析了悬浮液在飞行过程中的液滴演化,讨论了不同工艺参数对SPS制备HA生物涂层的影响,揭示了HA涂层沉积机理,概括了SPS制备HA生物涂层的力学性能、抗菌性能、细胞相容性和体外生物活性等性能。