钛合金表面规则微形态对兔腱膜成纤维细胞生物学行为的影响

观察Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金两种表面形态对兔腱膜成纤维细胞生物学行为的影响,评价其生物相容性。采用组织块法培养原代兔跟腱腱膜成纤维细胞并传代后,接种至光滑表面和规则微纹理表面两组钛合金薄片上,通过MTT比色法、扫描电镜等技术,观察细胞在不同微形态钛合金表面的增殖和贴附状况。兔腱膜成纤维细胞在两种形态钛材料表面上的细胞增殖速率不同,其增殖速率的吸光度峰值在光滑组为0.228,微纹理组为0.316,有明显统计学差异(P<0.01)。扫描电镜下观察,光滑组成纤维细胞扁平,伪足少,贴附无定向性;规则微纹理组的细胞胞体饱满、伪足数量较多且相互连接,沿材料表面纹理贴附,其长轴与纹理方向一致。Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金的规则微纹理表面处理有利于动物成纤维细胞的附着,其生物相容性优于光滑表面。

近β钛合金表面微弧氧化处理对成骨细胞早期行为的影响

目的:观察微弧氧化(MAO)方法对近β钛合金Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb(TLM)表面处理后对成骨细胞早期行为的影响.方法:用脉冲直流电源在两个不同电压下对TLM表面进行微弧氧化处理,并用电镜观察试样表面形貌.MTT方法检测成骨细胞增殖,用商业试剂盒检测总蛋白合成及碱性磷酸酶(ALP)活性.结果:微弧氧化处理可以在TLM表面形成一层多孔生物活性氧化层,其形貌与微弧氧化电压有关,低电压时形成的孔洞结构较小,高电压时形成的孔洞结构较大.成骨细胞在微弧氧化表面的早期增殖(24,72,120h)及7d细胞总蛋白合成明显高于抛光表面,且细胞在高电压微弧氧化表面的增殖优于低电压表面.而培养7d后微弧氧化表面的细胞ALP活性明显低于抛光表面,且高电压表面的最低.结论:微弧氧化处理改变了TLM表面形貌以及其它特性,从而促进成骨细胞在其表面的增殖及合成分泌活性,但抑制其ALP活性.不同电压下形成的不同微弧氧化形貌对成骨细胞的早期行为有影响.

鈦片表面微形态对成骨细胞促骨形成因子IGF-I、TGF-β1表达的影响(摘要)

目的研究不同处理钛片表面微形态对成骨细胞促骨形成因子IGF—I、TGF-β1基因表达的影响．材料和方法将原代培养的成骨细胞与5种不同处理的钛片一机械打磨组G、喷砂组SB1～3、钛浆喷涂组TPS共同培养，采用扫描电镜观察了成骨细胞在不同表面钛片上粘附形态的变化，实时荧光定量PCR方法检测不同表面钛片上细胞IGF—ImRNA表达的差异，并用ELISA双抗体夹心法对各组细胞培养上清液中IGF-I、TGF—β1蛋白进行了定量检测．结果（1）细胞粘附形态：

纯钛表面微形态可影响成骨细胞生长及β1整合素表达

背景:目前微弧氧化和渐热处理是常见的两种钛种植体表面化学成分改性方法。目的:观察纯钛表面微形态对成骨细胞生长的影响。方法:将原代培养的小鼠成骨细胞与不同表面处理的钛片:纯钛组、微弧氧化组、碱热组、微弧氧化碱热处理组共同培养。结果与结论:扫描电镜观察微弧氧化碱热处理组表面附着细胞呈扁平的多边形,且有更好的伸展,成骨细胞中β1整合素表达显著高于其他3组(P<0.05)。提示微弧氧化碱热处理组更有利于成骨细胞的黏附和β1整合素的表达。

纯钛种植体表面处理对人牙龈成纤维细胞粘附增殖的影响

在义齿临床种植过程中,形成良好的类似"袖口"状的生物学封闭防止上皮细胞的根方迁移具有关键意义。由于纯钛种植体自身并不具备抗菌能力,所以,对其进行表面处理,得到合适的表面形貌,对于提高种植成功率而言意义重大。研究主要通过分析种植体-软组织的界面特征及生物学宽度,并探讨不同纯钛表面处理对于组织生物学、人牙龈成纤维细胞形态以及增殖活性的影响。

不同钛表面形貌诱导人牙周膜成纤维细胞增殖与成骨分化的影响

目的:比较不同钛表面形貌对人牙周膜成纤维细胞(periodontal ligament cells, PDLCs)增殖与成骨分化的影响。方法:前期已构建不同形貌钛表面,包括喷砂碱热高温组的纳米针状表面、喷砂碱热低温组的纳米网状表面、喷砂酸蚀的微米凹坑表面和对照组的光滑纯钛表面。各组钛片表面接种PDLCs,在培养7天后采用MTT检测各组PDLCs增殖与总蛋白浓度,并进一步检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性,同时采用实时荧光定量PCR分析成骨相关基因ALP、I型胶原(collagen-I,COL1)与成骨特异性转录因子(runt related transcription factor 2, RUNX2)的mRNA表达量差异。采用SPSS13.0软件包对数据进行统计学分析。结果:相比光滑纯钛组与喷砂酸蚀组,具有微纳米表面形貌的喷砂碱热高温组与喷砂碱热低温组PDLC细胞增殖能力显著增强,总蛋白浓度升高,ALP活性增加,ALP、COL1与RUNX2的mRNA表达水平明显上调。结论:钛表面微纳米形貌可促进PDLC增殖与成骨分化。

近β钛合金TLM表面处理后表面特性分析及对成骨细胞粘附的影响

采用微弧氧化(MAO)方法对近β钛合金Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb(TLM)表面进行处理,分析其表面特性变化,并观察成骨细胞在其表面的早期粘附。结果显示微弧氧化处理可以在TLM表面形成一层多孔生物活性氧化层,增大其表面粗糙度并提高其表面湿润性和表面能,该效应与微弧氧化电压有关。此外,电解液中的Ca和P可以被整合到表面氧化层中且其含量随微弧氧化电压升高而增加。体外细胞培养实验发现成骨细胞在微弧氧化表面的早期粘附明显高于抛光表面。

低弹性模量钛合金不同表面微形态对兔腱膜成纤维细胞生物学行为的影响

评价不同表面微形态Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金对兔腱膜成纤维细胞生物学行为及软组织整合的影响。采用组织块法培养原代兔跟腱腱膜成纤维细胞并传代后,接种到光滑对照组和喷砂、微沟嵴和螺纹三种不同表面形态的实验用钛合金薄片上,通过MTT比色法、扫描电镜等技术,观察细胞在不同微形态钛合金表面的增殖和贴附状况。结果发现兔腱膜成纤维细胞在光滑组、喷砂组、微沟嵴组、螺纹组表面增殖的光吸收值均数分布有规律,两两比较大都有统计学意义(P<0.05),说明不同的表面微形态对细胞增殖有影响;扫描电镜下观察,光滑对照组表面细胞贴附无明显定向性,不规则的喷砂表面细胞的贴附无规律性,而两种规则微形态表面细胞贴附均按照材料纹理走行的方向贴附,4组样本表面细胞的生长均大致呈长梭形,喷砂表面的细胞表现为部分不规则,细胞间连接丰富,高倍镜下实验组均可见微绒毛清晰的细胞。提示:Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金的微形态表面处理比光滑表面更利于动物成纤维细胞的增殖和附着,喷砂表面细胞增殖最快但细胞贴附杂乱,而规则微沟嵴的表面细胞增殖较快且细胞贴附规律,更适合于软组织生理功能的需求。

钛金属材料表面微形态对兔成骨细胞生物学行为的影响

目的体外观察钛金属材料不同表面微形态对免成骨细胞生物学行为的影响。方法采用激光扫描、喷砂、机械加工和抛光技术在钛金属基片上制备四种不同的表面微形态，激光扫描表面（LS）为50μm宽度的平行微沟槽，机械加工表面（MS）为100μm宽度大环形沟槽，两种表面均为规则纹理，喷砂表面（SS）为完全粗糙表面，抛光表面（PS）为光滑表面；扫描电镜观察表面形态特征并测定表面形态的粗糙度（Ra），分别在不同基片表面接种兔成骨细胞，培养12d，测定细胞24h黏附情况、12d增殖情况、11d碱性磷酸酶活性，并通过扫描电镜和荧光显微镜观察细胞形态，统计分析各组间的差异。结果细胞黏附LS=SS〉MS=PS，细胞增殖SS〉LS〉MS：PS，ALP活性LS=SS〉MS=PS，在LS和SS表面上的细胞黏附、增殖及ALP活性均高于MS和PS表面（P〈0．05）。结论钛金属材料表面微形态对兔成骨细胞的黏附、增殖、分化以及细胞形态产生影响，细胞级别的规则微沟槽表面为成骨细胞提供了一个更适合的生长环境。

Ca-P涂层镁合金支架负载缓释微球修复股骨缺损

背景:以往研究多单独探讨镁合金或含生长因子核壳微球的骨再生促进作用,但有关镁合金支架联合含成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor-2,FGF-2)和骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)核壳微球的骨修复效果未见相关报道。目的:观察Ca-P涂层ZK60镁合金支架负载缓释微球修复大鼠股骨缺损的效果。方法:采用同轴静电喷雾技术制备负载FGF-2和BMP-2的聚乳酸-羟基乙酸共聚物和聚左旋乳酸壳-核控释微球,将其填入ZK60镁合金中空管状支架中,在镁合金表面进行Ca-P涂层。将Ca-P涂层ZK60镁合金支架与无涂层ZK60镁合金支架分别浸泡于Hanks液中30d,检测抗腐蚀性能。取18只SD大鼠,建立股骨缺损模型,随机分6组干预,空白组不植入任何材料;ZK组植入Ca-P涂层ZK60镁合金;FGF组植入负载FGF-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金,BMP组植入负载BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金,DUAL组植入负载FGF-2微球与BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金(核内、壳内均含有FGF-2和BMP-2,生长因子同时释放),SEQ组植入负载FGF-2/BMP-2微球的Ca-P涂层ZK60镁合金(FGF-2在壳内,BMP-2在核内,生长因子序贯释放),术后8周进行骨缺损区Micro-CT和骨组织病理切片观察。结果与结论:(1)浸泡在Hanks溶液中30 d后,无涂层ZK60镁合金表面出现了明显大腐蚀坑,Ca-P涂层ZK60镁合金表面仅可见腐蚀裂痕;(2)Micro-CT显示,空白组外表覆盖了一层软组织,缺损区内部几乎为空的;ZK组缺损区域内有组织生成,但未填满缺损区域;FGF组较ZK组新生组织较多,但缺损区域也未完全填充;BMP组和DUAL组缺损区内部填满了新生组织,DUAL组的组织密度较大;SEQ组缺损区填满了组织且组织密度最大;(3)骨组织病理切片显示,空白组骨缺损明显,ZK组缺损部位有所修复,FGF组、BMP组、DUAL组修复较ZK组好,SEQ组修复效果最佳;(4)结果表明,负载FGF-2/BMP-2缓释微球的Ca-P涂层镁合金支架可促进骨再生。

微弧氧化工艺对Ti-6Al-4V钛合金表面氧化膜厚度及表面形态的影响

为了提高Ti-6Al-4V钛合金表面的生物活性,在乙酸钙和磷酸二氢钠溶液中对Ti-6Al-4V钛合金进行微弧氧化,研究氧化时间、电压、占空比等对氧化膜厚度及其表面形态的影响。结果表明,在一定条件下,随氧化时间的增加,氧化膜厚度以指数关系增加,而膜层表面孔洞逐渐变小,最终封闭;随着电压的提高,膜层厚度增加平缓,但电压过大时,膜层反而变薄,氧化膜表面微孔的数量减少,但微孔的孔径逐渐增大;占空比的提高使得膜层厚度增加,同时伴随有膜层孔洞分布的均匀性变差,表面粗糙度增加。

超声振动方向对TC4钛合金铣削特性的影响

为充分发挥超声铣削钛合金的优势,改善钛合金的加工效果,增强表面服役性能,分别对刀具和工件施加超声振动,以寻求合适的振动方向和加工参数。理论推导了侧刃断续切削时的临界速度,试验研究了不同振幅和切削速度对表面形貌、切屑形态、切削力和刀具磨损的影响,同时探究了表面微织构对摩擦特性的影响。试验表明在两种振动方向下,增大振幅均使切屑的锯齿化程度降低,并且增加轴向振幅可使锯齿形切屑转变为带状切屑。轴向振动更有利于表面形成微织构、减小切削力、减缓刀具磨损、减小工件摩擦时的磨合时间,但需合理控制切削速度和超声振幅。同时,对切削力进行频谱分析,为工作状态下超声振动频率的测量提供了一种参考方法。