C-C復合材料表面改性及其細胞毒性的研究.pdf

1、目的:本文旨在通過體內(nèi)、體外細胞實驗，對比熱解炭涂層炭/炭復合材料(C/C+Pyc)、純鈦(Ti)、羥基磷灰涂層炭/炭復合材料(C/C+HA)三者的細胞毒性的情況及對成骨細胞粘附進行評價、以及三種材料對成骨細胞活性、增殖和分化能力的影響和脫落粉末無表面改性炭炭材料比較表面改性涂層炭炭復合材料植入體內(nèi)粉末脫落情況，同時，該實驗探索炭炭涂層材料作為新型體內(nèi)植入物的可行性。本課題主要研究用電子顯微鏡掃描(SEM)、X射線衍射分析儀(XRD)研

2、究了純鈦、羥基磷灰涂層炭/炭復合材料、熱解炭涂層炭/炭復合材料三種材料的表面形貌的組成。為進一步的臨床應用研究提供前期實驗基礎，也為C/C表面改性涂層材料作為新型體內(nèi)植入物的可行性提供一定的實驗依據(jù)。
　　方法:本課題主要實驗根據(jù)中華人民共和國國家標準GB/T16886.1-2001的規(guī)定，按照外科植入物的生物相容性評價項目進行評價。
　　1.選取12只新西蘭大白兔，將脫落粉末無表面改性炭炭材料、解炭涂層炭/炭復合材料兩種材

3、料，分別植入臀中肌內(nèi)，分別觀察2、4、8周通過HE染色對以上材料觀察粉末脫落程度。
　　2.人的成骨細胞傳代培養(yǎng)，待細胞傳代培養(yǎng)幾乎穩(wěn)定后，將三種不同金屬實驗材料與成骨細胞置于一起培養(yǎng)。
　　3.將本課題實驗金屬材料分成三組，A組（純鈦TI）為陰性對照組;B組HA涂層C/C復合材料(C/C+HA)為陽性對照組;C組熱解炭涂層炭/炭復合材料(C/C+Pyc)為實驗組各40片，先通過超聲波清洗，后用滅菌備用。
　　4.采用

4、人的額骨成骨細胞-AM+PI+DAPI染色試劑的熒光染色對培養(yǎng)細胞染色、采用MTT法對成骨培養(yǎng)細胞的活性測定，來綜合整體評價三種材料對人額骨成骨細胞的粘附與增殖影響。
　　5.采用人的額骨成骨細胞肌動蛋白(actin)+β微管蛋白+DAPI的免疫熒光染色、額骨成骨細胞堿性磷酸酶(ALP)活性功能的測定，來綜合評價細胞的分化與成熟。
　　6.采用RT-PCR檢測人的額骨成骨細胞Ⅰ型膠原蛋白BMP-2、OSTCmRNA表達的相對

5、變化量、同時對各種材料表面的細胞生長通過掃描電鏡觀察得出結果，來整體評價額骨成骨細胞成骨鈣化的能力。
　　7.數(shù)據(jù)用x±s表示，采用SPSS18.0統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析，各實驗組組間比較采用單因素方差分析(One-wayANOVE)，多個樣本均數(shù)間的多重比較采用LSD-t檢驗。P＜0.05有統(tǒng)計學差異。
　　結果:1.通過HE染色觀察以上兩種植入體內(nèi)材料全部在體內(nèi)原來位置，術中見脫落粉末的無表面改性炭炭材料仍出現(xiàn)嚴

6、重炭粉脫落，表面改性的熱解炭炭/炭涂層復合材料通過加工處理后植入體內(nèi)可見炭粉脫落情況明顯好轉。
　　2.人的額骨成骨細胞-AM+PI+DAPI的熒光染色、MTT法成骨細胞活性測定:隨著材料-成骨細胞培養(yǎng)時間的延長，B、C各組材料與A組材料相比更有利于人的額骨成骨細胞的增殖，具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);B、C兩組材料對人額骨成骨細胞的毒性相差不是很大，沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　3.采用人的額骨成骨細胞肌動蛋白(

7、actin)+β微管蛋白+DAPI的免疫熒光、對人額骨成骨細胞堿性磷酸酶(ALP)活性功能測定:隨著材料-成骨細胞培養(yǎng)時間的增加，B、C各組材料與A組材料相比更有利于細胞的分化與成熟，具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);B、C兩組材料之間對細胞的分化與成熟的作用相差不大，沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　4.采用RT-PCR測定人的額骨成骨細胞Ⅰ型膠原蛋白mRNA表達量的變化、通過掃描電鏡對各組材料表面成骨細胞進行觀察，表明:B、

8、C組材料比A組材料仍具有更強的成骨鈣化能力，促使成骨細胞鈣化，有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);對B、C兩組材料促使成骨鈣化能力比較，兩者促使成骨鈣化能力相差不大，沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　結論:熱解炭C/C涂層復合材料通過表面改性后對人額骨成骨細胞無明顯毒副作用，與羥基磷灰石涂層C/C復合材料相比對促進成骨細胞增殖、成骨鈣化、生物相容性等方面接近，為熱解炭C/C涂層復合材料將來作為臨床的新型生物植入材料提供了前期的實驗依