純鈦表面HF酸蝕的微-納米形貌篩選及其生物學(xué)活性研究.pdf

1、隨著口腔種植學(xué)的飛速發(fā)展，種植牙越來越受到醫(yī)生和患者的歡迎。然而，目前口腔種植仍然面臨著治療周期過長(zhǎng)、骨質(zhì)骨量不佳、種植成功率低等問題。因此提高種植體的骨結(jié)合，縮短種植體骨結(jié)合的時(shí)間是種植修復(fù)成功的關(guān)鍵，表面處理作為促進(jìn)種植體骨結(jié)合最有效的方法一直是研究的熱點(diǎn)。酸蝕作為最傳統(tǒng)的表面處理方法因其操作簡(jiǎn)單、清潔廉價(jià)等原因，一直受到大家的廣泛關(guān)注。目前常用的酸有HCl、HNO3等，近年來，由于在酸蝕的同時(shí)可以載入具有成骨作用的氟元素，使得HF

2、成為了目前對(duì)種植體進(jìn)行酸蝕處理的研究熱點(diǎn)[1]。然而現(xiàn)有的研究對(duì)于HF酸蝕的濃度和時(shí)間沒有較精確的標(biāo)準(zhǔn)，酸蝕后的表面形貌不能夠較精確的控制，所以本研究通過不同濃度的HF，分別酸蝕不同的時(shí)間，從微觀形貌上篩選梯度的微/納米表面形貌，分析梯度的微/納米表面的材料學(xué)性能，以及觀察對(duì)人BMSCs生長(zhǎng)和粘附的影響，并且通過將種植體植入SD大鼠股骨，進(jìn)行一系列的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　目的:
　　1、將純鈦用不同濃度的HF酸蝕不同時(shí)間形成的

3、表面形貌進(jìn)行篩選，并對(duì)梯度微/納米表面進(jìn)行材料學(xué)性能研究。
　　2、將人的BMSCs接種至梯度微/納米表面，觀察對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和早期粘附的影響。
　　3、借助動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，采用活體植入種植體，評(píng)估梯度微/納米表面對(duì)種植體早期骨結(jié)合的影響。
　　方法:
　　1、梯度微/納米表面的篩選與材料學(xué)檢測(cè):將純鈦鈦片采用6種濃度的HF分別酸蝕6個(gè)不同的時(shí)間，根據(jù)其表面形貌篩選出梯度微/納米表面，通過表面形態(tài)觀察，表面化學(xué)成分及親水

4、性分析檢測(cè)其材料學(xué)性能。
　　2、梯度微/納米表面對(duì)人BMSCs早期生長(zhǎng)和粘附的影響:將原代培養(yǎng)的人BMSCs接種至梯度微/納米表面，通過掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)，通過鬼筆環(huán)肽和DAPI染色觀察細(xì)胞的生長(zhǎng)和粘附。
　　3、梯度微/納米表面種植體對(duì)早期骨結(jié)合的影響:將HF酸蝕后制備的種植體隨機(jī)植入SD大鼠股骨干骺端。3個(gè)月后取材，通過組織學(xué)觀察評(píng)估梯度微/納米表面促進(jìn)種植體早期骨結(jié)合的能力，通過軸向拔出實(shí)驗(yàn)評(píng)估梯度微/納米表面生物

5、力學(xué)性能。
　　結(jié)果:
　　1、篩選及表面形態(tài)觀察:根據(jù)掃描電鏡結(jié)果，將拋光組作為對(duì)照組，記為A組，從36組中篩選出具有梯度微/納米表面的1％3min、0.5％12min和1.5％12min三組，分別記為B、C、D組。A組表面可見與拋光方向一致的溝槽，平行排列;B、C、D組分別形成寬約0.5-1μm、1-1.5μm、1.5-2μm的溝壑，高倍鏡下可見B組在微米級(jí)溝壑的基礎(chǔ)上出現(xiàn)直徑約20-30nm均勻散在的點(diǎn)狀顆粒，頂部較尖

6、銳，C組出現(xiàn)約30-50nm的尖銳高聳的柱狀結(jié)構(gòu)，D組出現(xiàn)約50-100nm的山峰樣結(jié)構(gòu)，邊緣圓鈍。原子力學(xué)顯微鏡觀察可見類似的表面特征。
　　2、X線能譜分析:各組主要元素均為Ti，其中B、C、D組載入少量氟元素。
　　3、表面接觸角測(cè)量:四組接觸角分別為45±1.83，16.5±1.18，15±1.07，13.3±1.14，A組最大，B、C、D組明顯小于A組，其中D組最小。
　　4、人BMSCs的原代培養(yǎng)及傳代:取

7、髂骨培養(yǎng)5天可見BMSCs從組織塊中爬出，11天連接成片即可傳代。
　　5、掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài):B、C、D組表面的BMSCs數(shù)量更多，生長(zhǎng)更加旺盛，伸展良好，可見更多的板狀和絲狀偽足。
　　6、共聚焦顯微鏡觀察:各組細(xì)胞核邊界清晰，著色均勻。A組表面細(xì)胞為梭性或三角形，B、C、D組的表面細(xì)胞更大伸展更好，呈多邊形，板狀偽足明顯多于拋光表面?？梢娭墓羌艿鞍追植季鶆?，邊界清晰，無斷裂、分布紊亂等。
　　7、細(xì)胞粘附:

8、B、C、D組表面的細(xì)胞粘附數(shù)量明顯大于A組表面，其中60min時(shí)，D組表面細(xì)胞粘附數(shù)量明顯大于B、C組且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　8、硬組織切片染色:與A組相比，B、C、D組表面種植體周圍礦化基質(zhì)較多。四組骨結(jié)合率(BIC％)分別為22.46±1.98，33.17±2.2，33.82±3.42，41.04±3.08。統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示B、C、D組表面骨結(jié)合率顯著高于A組表面，D組明顯高于B、C組(P＜0.05）。
　　9、生物力學(xué)檢

9、測(cè):四組最大拔出力分別為30.11±3.36，57.92±2.88，57.83±4.09，67.44±6.14。統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示B、C、D組表面顯著高于A組表面，D組明顯高于B、C組(P＜0.05）。
　　結(jié)論:
　　1、通過HF酸蝕成功構(gòu)建了梯度微/納米表面形貌，并且成功載入氟元素，其中HF的濃度和酸蝕時(shí)間對(duì)樣品表面F含量無明顯規(guī)律。HF酸蝕組的親水性顯著高于拋光組，微/納米尺寸較大樣品表現(xiàn)出更好的親水性。
　　2、H