目的:探讨钛表面构筑的有序微纳米分级结构复合羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞（BMMSC）黏附、增殖及成骨分化的影响，以期构筑出具有良好成骨活性的钛试样。方法:在纯钛试样（对照组）表面制备有序微纳米分级结构（MN组），通过交替循环浸泡法在MN组钛试样表面进一步沉积羟基磷灰石（HA组），扫描电镜观察3组钛试样的表面形貌。将BMMSC接种至3组钛试样表面，4′，6-二脒基-2-苯基吲哚染色法检测0.5、1.0、2.0 h后细胞黏附情况，扫描电镜观察2 d后细胞黏附形态，细胞计数试剂盒法检测1、3、7 d时细胞增殖情况，茜素红染色法和实时荧光定量PCR分别检测14 d后细胞外基质矿化和成骨相关基因表达情况，每组每项实验各3个试样。结果:HA组钛试样保留了MN组钛试样原有的20 μm孔径的微米凹坑阵列，且原有的70 nm管径的二氧化钛纳米管上出现均匀的花瓣样羟基磷灰石沉积。与对照组相比，MN组和HA组BMMSC顺着微米结构充分铺展和交汇，并伸出较多伪足和伪板，HA组试样表面这种趋势表现得更明显。HA组各时间点早期细胞黏附数量均显著大于对照组和MN组（ P<0.05）。1 d时HA组细胞增殖 A值显著大于对照组和MN组（ P<0.05）；3 d时HA组细胞增殖 A值显著小于纯钛组和MN组（ P<0.05）；7 d时HA组细胞增殖 A值显著小于MN组（ P<0.05），但与对照组差异无统计学意义（ P>0.05）。HA组细胞外基质矿化检测 A值（0.607±0.011）显著大于对照组和MN组（分别为0.268±0.025和0.522±0.022）（ t=-0.25， P<0.001； t=-0.34， P<0.001）。HA组成骨相关基因表达水平均显著高于对照组和MN组（ P<0.05）。 结论:钛表面构筑的有序微纳米分级结构复合羟基磷灰石涂层可促进BMMSC的细胞黏附和成骨分化，并支持BMMSC细胞增殖，具有良好的成骨活性。

目的:探讨不同管径二氧化钛纳米管对人牙龈成纤维细胞（human gingival fibroblast，HGF）生物学行为的影响，以筛选具有良好软组织封闭效果的二氧化钛纳米管。方法:在10、30和60 V电压下，利用阳极氧化法在钛表面制备管径分别为30、100和200 nm的二氧化钛纳米管，分别计为30、100和200 nm纳米管组，以未经处理的光滑纯钛片作为对照组。在各组试件表面培养HGF，免疫荧光染色观察2 d后各组细胞黏附形态，甲基噻唑基四唑法检测2 h后细胞黏附情况及培养1、3和7 d时细胞增殖情况，酶联免疫吸附测定检测各组培养7 d后的Ⅰ型胶原分泌量（每组每种实验各3个试件）。结果:对照组HGF蜷缩成圆形，30和100 nm纳米管组HGF均呈现明显的同向伸展，200 nm纳米管组HGF分布稀疏且没有伸展。30和100 nm纳米管组细胞黏附 A值（分别为0.603±0.021和0.773±0.045）及Ⅰ型胶原分泌量[分别为（36.5±9.5）和（47.7±4.5）μg/ml]均显著大于对照组[细胞黏附 A值：0.427±0.057；Ⅰ型胶原分泌量：（22.2±5.9）μg/ml]（ P<0.05），且100 nm纳米管组细胞黏附 A值显著大于30 nm纳米管组（ P<0.05）；200 nm纳米管组细胞黏附 A值（0.250±0.046）及Ⅰ型胶原分泌量[（10.1±3.7）μg/ml]均显著小于对照组（ P<0.05）。各时间点100 nm纳米管组细胞增殖 A值均为最大，均显著大于相同时间点200 nm纳米管组和对照组（ P<0.05），且培养3 d时亦显著大于30 nm纳米管组（ P<0.05）；各时间点200 nm纳米管组细胞增殖 A值均为最小，除培养1 d时与对照组差异无统计学意义（ P>0.05）外，均显著小于相同时间点其他组（ P<0.05）。 结论:钛表面管径为100 nm的二氧化钛纳米管较适合HGF的黏附、增殖和Ⅰ型胶原分泌。

目的 探讨二氧化钛纳米管形貌对衰老牙周膜干细胞分化能力的影响.方法 利用阳极氧化法,分别于20、70 V电压下制备出2种具有二氧化钛纳米管形貌的钛片(20V-NT、70V-NT),观察其表面形貌特征.在成骨诱导条件下培养年轻牙周膜干细胞,挑选具有促进成骨分化作用的表面形貌.用RO3306和Nutlin-3a诱导年轻牙周膜干细胞衰老,获得衰老的牙周膜干细胞.诱导衰老牙周膜干细胞成骨分化,观察表面形貌对衰老牙周膜干细胞成骨分化的影响.结果 阳极氧化法可在钛片表面形成纳米管形貌,且纳米管直径随电压的增大而增大;不同直径纳米管形貌对年轻牙周膜干细胞成骨分化的影响存在较大差异,20V-NT表面纳米形貌促成骨分化效果更明显.与光滑钛片相比,20V-NT表面纳米形貌提高了衰老牙周膜干细胞碱性磷酸酶阳性数量,促进了钙沉积以及成骨标志性基因Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、骨钙素的表达.结论 特定的表面纳米形貌能增强衰老牙周膜干细胞的分化能力,为牙周再生和进一步提高种植体的性能提供了一种有效方法.

TiO2纳米管是Ti经阳极氧化及热处理后得到的具有良好生物相容性、高亲水性、无明显细胞毒性的材料.大量学者认为这种材料可用于口腔种植体颈部与软组织接触的位置,并且有研究证明TiO2纳米管可以促进软组织细胞早期粘附、增殖.又因为TiO2纳米管具有装载分子及缓释的作用,有学者在纳米管中装载金属离子、药物、活性分子等物质,希望能够进一步促进软组织封闭,但促进作用有限,需要在特定的时间段及药物浓度下才对软组织粘附、增殖有促进作用,并且纳米管缓释效果又受到纳米管尺寸、装载分子电荷性质等多因素影响.载药TiO2纳米管与软组织封闭之间的关系是很新颖的研究方向,期待能有更多研究着眼于探究如何得到稳定的TiO2纳米管缓释效果.

背景:课题组前期研究发现采用阳极氧化方法在纯钛表面制备出的二氧化钛纳米管阵列,能显著影响成骨细胞的分化功能.目的:观察酸蚀阳极氧化处理钛表面对骨髓间充质干细胞Wnt信号通路的影响.方法:采用酸蚀和阳极氧化方法在钛表面制备微米级粗糙度表面复合纳米管形貌,设置氧化电压分别为5 V和20 V,分别记为5 V阳极氧化组和20 V阳极氧化组,以抛光的纯钛作为对照组.将原代培养的SD大鼠骨髓间充质干细胞分别接种到对照组、5 V阳极氧化组和20 V阳极氧化组钛表面,接种3 d后,采用实时定量PCR方法检测细胞内经典和非经典Wnt信号通路蛋白的基因表达水平;接种7 d后,采用Western blot方法检测β-catenin蛋白细胞核内表达量.结果与结论:①经典Wnt信号蛋白表达:与对照组比较,5 V阳极氧化组、20 V阳极氧化组细胞内Wnt1和Wnt3a表达水平升高(P < 0.05);②非经典Wnt信号通路蛋白表达:与对照组比较,5 V阳极氧化组、20 V阳极氧化组细胞内Wnt4表达下降(P < 0.05);3组细胞内Wnt5a表达无差异;与对照组比较,5 V阳极氧化组细胞内Wnt7a表达下降(P < 0.05),20 V阳极氧化组细胞内Wnt7a表达升高(P < 0.05);与对照组比较,5 V阳极氧化组、20 V阳极氧化组细胞内Wnt11表达升高(P < 0.05);③细胞核内β-catenin表达:与对照组比较,5 V阳极氧化组、20 V阳极氧化组细胞核内β-catenin表达明显升高(P < 0.05);④结果表明:钛表面微米级粗糙度复合纳米管形貌可激活骨髓间充质干细胞内经典Wnt信号通路.

人工种植牙已经成为牙列缺损和缺失的主流修复技术,但骨质疏松症、糖尿病等全身系统性疾病及口腔颌面部缺损、炎症等局部因素影响了其临床成功率.传统的全身辅助给药方法存在用药量大、有不良反应、局部效果不佳等诸多缺点,如何通过人工种植牙自身载药并局部释放来提高种植成功率成为国内外学者研究的热点.到目前为止,人工种植牙的载药方式主要分为种植体表面载药和种植体内部载药两种.种植体表面载药是通过不同载体将药物加载于种植体表面,并通过不同的方法使之与种植体相结合.种植体表面载药的载体主要有二氧化钛纳米管、多孔钽、钙磷涂层、壳聚糖和聚乳酸-羟基乙酸共聚物,其药物加载方法主要有物理吸附法、共价键结合法、仿生共沉积法、层层自组装技术和复合涂层法.而种植体内部载药是将药物加载于中空的种植体内部、基台或附属装置内,从而达到药物持续释放的效果.本文结合本课题组的研究及相关文献就近年来人工种植牙载药方式及材料等做一论述.

目的:探讨二氧化钛(TiO2)纳米管阵列负载盐酸米诺环素(MN)前后对牙龈卟啉单胞菌(Pg)、福塞坦氏菌(Tf)和伴放线放线杆菌(Aa)早期黏附行为的影响.方法:阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列并负载MN.微生物实验分成3组:单纯抛光钛片(Ti)组、TiO2纳米管钛片(TiO2)组和负载MN(120 μg)TiO2纳米管钛片(MN TiO2)组;通过抑菌圈实验评估各组钛片的抗菌性能.结果:Ti组基本没有抗菌作用;TiO2组的抗Aa、Pg及Tf活性较差,4 h后的抗菌率仅20%左右;负载MN后其抗菌性能增强,4 h后的抗菌率高达77%以上.结论:Ti组没有抗菌作用,若在其表面形成 TiO2纳米管阵列且负载MN则可形成较强的抗牙周致病菌作用.

查阅国内外有关二氧化钛纳米管(ＴiO2纳米管)在骨科领域(实验研究)的文献,并进行归纳分析,总结TiO2纳米管在骨科领域的研究现状及进展.TiO2纳米管是一种新型纳米材料,阳极氧化法、模板合成法和水热合成法是目前常用的3种制备方法,TiO2纳米管在骨科的研究集中在组织相容性(促骨融合与骨生长)和表面修饰(载物载药)方面.TiO2纳米管有良好的抗菌性与组织相容性,可载药载物,在抗菌、抗肿瘤、促骨生长方面具有良好的发展前景和研究价值.

目的: 为了提高经皮种植体的抗菌性能,在二氧化钛(TiO2) 纳米管表面构建了PDLLA 复合抗菌肽的载药涂层,并对其体外缓释性能和抗菌性能进行研究.方法: 阳极氧化法制备TiO2纳米管试件,使用聚-DL-乳酸(PDLLA) 作为抗菌肽HHC-36 的缓释剂,采用溶剂浇铸法在二氧化钛纳米管表面制备载药涂层,电镜观察形貌,测定并绘制其缓释曲线;采用抑菌圈法检测载药试件的抗菌性能.结果: 电镜下显示TiO2纳米管的管径为80 ～ 120 nm,加载药物后的试件表面可见药物覆盖,载药试件体外缓释测定有15 d 以上持续释放,抗菌性能检测有持续10 d 以上15 mm 左右抑菌圈.结论: 在TiO2纳米管表面成功制备了PDLLA 复合HHC-36 抗菌肽的缓释涂层,该载药涂层表现出良好的缓释性能和抗菌性能.

目的 通过表征和体外相关实验分析选择性激光熔融(SLM)3D打印钛种植体试样表面的生物相容性能,为SLM打印种植体最终应用于临床提供理论基础和实验依据.方法 使用SLM方法制备得圆片形钛种植体试样60枚,经不同处理后分为三组:喷砂酸蚀组(S组)、阳极氧化组(SA组)、阳极氧化+rhBMP-2表面组(SAB组);场发射扫描电镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)观察各组试样的表面形貌和粗糙度,接触角测量仪检测亲水性;SEM观察骨髓间充质干细胞(BMMSCs)在各组试样表面的粘附状态;CCK-8检测BMMSCs在各组试样表面的增殖水平.结果 SEM观察结果显示阳极氧化后的试样SA组表面可见一层均匀密布的二氧化钛纳米管,直径约为100纳米;AFM观察试样表面粗糙度约为300纳米;接触角测量仪测得经表面处理和改性的SA组,SAB组试样具有超亲水性;BMMSCs粘附和增殖实验显示各组试样表面的促细胞粘附和增殖能力SAB组＞SA组＞S组.结论 SLM打印种植体试样未处理组和处理组都具有较好的生物相容性能,阳极氧化与加载BMP-2生长因子处理结合的方法能有效促进BMMSCs的粘附和增殖.