氟離子注入鈦表面對骨細(xì)胞相容性和抗菌性能的影響.pdf

1、牙種植體作為植入體內(nèi)的醫(yī)用裝置，已成為修復(fù)牙列缺損和牙列缺失的主要治療手段之一。種植材料的表面性狀和形態(tài)可影響種植后的生存質(zhì)量，決定組織細(xì)胞在其表面的粘附、增殖和分化，對種植體的初期穩(wěn)定性和遠(yuǎn)期固持率發(fā)揮十分重要的作用。鈦以其優(yōu)良的生物相容性、力學(xué)性能、耐腐蝕性和良好的可加工性在牙種植領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。但是鈦也有它自身的缺點(diǎn)。鈦基本屬于生物惰性材料，不能與骨組織形成生物性結(jié)合從而獲得理想的骨整合，同時(shí)鈦?zhàn)陨聿痪邆淇咕阅?，在植入及修?fù)

2、后易出現(xiàn)菌斑堆積于鈦種植體周圍。為解決這一問題，許多學(xué)者利用表面改性技術(shù)，對金屬鈦表面進(jìn)行活化處理，賦予金屬材料生物功能性，在獲得骨整合方面取得了理想的效果。然而針對提高種植材料抗菌性能的研究卻相對較少。 大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果證實(shí)，臨床上種植體的松動、脫落，相當(dāng)一部分原因是由于種植體頸部菌斑堆積，致病菌通過其菌體表面物質(zhì)、產(chǎn)生的毒素及代謝產(chǎn)物等破壞種植體周圍軟組織封閉屏障以及骨性結(jié)合界面，導(dǎo)致種植體周圍炎并最終出現(xiàn)骨性結(jié)合界面喪失，種植

3、失敗。牙齦卟啉單胞菌是目前公認(rèn)的種植體周圍炎的主要可疑致病菌之一，因此，對牙齦卟啉單胞菌粘附和增殖的控制是預(yù)防種植體周圍炎的關(guān)鍵。 種植材料對成骨細(xì)胞行為的影響是多層面的。在細(xì)胞水平上，它可以影響細(xì)胞的形態(tài)、粘附、增殖、遷移和分化等；在分子水平上，它可以影響細(xì)胞的骨相關(guān)基因的表達(dá)。有很多研究已經(jīng)證實(shí)植入材料的表面化學(xué)成分、表面物理形貌都會對成骨細(xì)胞的生物學(xué)行為產(chǎn)生影響。在評估種植材料的生物活性時(shí)，一個重要指標(biāo)就是觀察改性材料是否

4、能促進(jìn)組織細(xì)胞在其表面早期大量附著并形成良好的細(xì)胞形態(tài)，形態(tài)上的變化是啟動一系列細(xì)胞行為的生物信號。成骨細(xì)胞在種植材料表面的早期粘附和增殖是成骨細(xì)胞進(jìn)一步分泌細(xì)胞外基質(zhì)、合成相關(guān)蛋白、礦化成骨及表達(dá)成骨細(xì)胞生物合成功能的基礎(chǔ)。細(xì)胞的粘附過程和細(xì)胞的信號傳導(dǎo)通路有關(guān)，粘著斑的形成是成熟細(xì)胞信號傳導(dǎo)的前提。整合素與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合，再與粘著斑形成復(fù)合物，傳導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)以及生長因子的信號，引起細(xì)胞骨架的變化，繼而引起細(xì)胞的形態(tài)及一系列功能變化。

5、I型膠原是骨組織中最重要的分子標(biāo)記，因而檢測I型膠原的形成和表達(dá)可作為生物材料生物學(xué)潛能的判斷依據(jù)。 在生物陶瓷涂層眾多問題尚未解決的情況下，利用離子注入技術(shù)改變鈦種植體表面的物理形貌和化學(xué)狀態(tài)以提高其生物相容性成為目前研究的熱點(diǎn)。等離子體浸沒離子注入技術(shù)作為一種全方位的離子注入技術(shù)，近年來受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視并逐漸應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域。氟作為機(jī)體生命活動所必須的微量元素之一，對全身骨骼生長發(fā)育和維持骨骼生理結(jié)構(gòu)功能具有重要作用

6、。同時(shí)，氟化物具有良好的抗菌性能。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用等離子體浸沒離子注入技術(shù)，將氟離子引入光滑商業(yè)純鈦表面，并通過微觀分析方法，對其表面的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評價(jià)。將牙齦卟啉單胞菌和成骨細(xì)胞分別接種子氟離子注入純鈦前后的材料表面，建立細(xì)菌與材料界面間、細(xì)胞與材料界面間的直接接觸關(guān)系，綜合評價(jià)通過等離子體浸沒離子注入技術(shù)對純鈦表面進(jìn)行氟離子注入后改性材料的抗菌性能及其對成骨細(xì)胞生物學(xué)行為的影響，為探索同時(shí)具有良好的生物相容性和抗菌性能的種植