Immersion of scaffolds in Simulated Body Fluid(10SBF)is a standardized method for evaluating their bioactivity,simu-lating in vivo conditions where apatite deposits can be formed on the surface of scaffold,facilitating bone integration and ensuring their suitability for bone implant purposes,ultimately contributing to long-term implant success.The effect of apatite deposition on bioactivity and cell behavior of TiO2 scaffolds was studied.Scaffolds were soaked in 10SBF for different durations to form HAP layer on their surface.The results proved the development of a hydroxyapatite film resembling the mineral composition of bone Extracellular Matrix(ECM)on the TiO2 scaffolds.The XRD test findings showed the presence of hydroxyapatite layer similar to bone at the depth of 10 nm.A decrease in the specific surface area(18.913 m2g-1),the total pore volume(0.045172 cm3g-1(at p/p0=0.990)),and the mean pore diameter(9.5537 nm),were observed by BET analysis which confirmed the formation of the apatite layer.It was found that titania scaffolds with HAP coating promoted human osteosarcoma bone cell(MG63)cell attachment and growth.It seems that immersing the scaffolds in 10SBF to form HAP coating before utilizing them for bone tissue engineering applications might be a good strategy to promote bioactivity,cell attachment,and implant fixation.

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。

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.

In this work,a biomimetic coating of hydroxyapatite (HA)-and titania (TiO2) was deposited on low elastic β-phase Ti-35Nb-7Ta-5Zr (β-TNTZ) alloy by plasma spray deposition technique for orthopedic applications.The effect of TiO2 reinforcement on microstructure,mechanical properties,and bioactivity was investigated.The morphology,coating thickness,elemental composition,and phase composition of the developed coatings were characterized.The biomechanical behavior of the deposited coatings was investigated in terms of surface hardness,elastic modulus,and adhesion strength.It was found from the morphological investigation that the TiO2 reinforcement improves the microstructure and prevents the formation of defects in the coating.The biomimetic HA-TiO2 coated surface possessed pores,size ranging from 200 nm-600 nm that benefits the apatite growth and osseointegration.The EDS spectrum,mapping,and XRD analysis show that the deposited layer β-TCP,CaO,TTCP,TiO2 phases.The HA-TiO2 coating exhibits a very dense and thick layer of 100 μm-125am that exhibits excellent adhesion strength to offer mechanical interlocking to prevent delamination.The alloying of TiO2 improves the hardness from 1.67 GPa to 2.95 GPa that enhances the wear resistance.It was found that HA-TiO2 coating exhibits better hydrophilic and biocompatible surface as compared to HA-coating.

目的 在二氧化钛纳米管(titania nanotubes,TNT)表面构建阿司匹林(acetylsalicylic acid,ASA)涂层,研究其对钛种植体骨结合的影响.方法 阳极氧化法制备TNT阵列,使用含ASA的正电性壳聚糖(chitosan,CS)溶液和负电性DNA溶液在TNT表面进行层层自组装(layer-by-layer self-assembly,LBL),最终得到含ASA的聚合物涂层(TNT-ASA)组,其间使用接触角测量仪检测表面亲水性的变化.另设单纯TNT组和无ASA的聚合物涂层(TNT-CS)组作为对照.通过扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪表征试样表面,使用紫外分光光度计测量试样表面ASA在磷酸盐缓冲液中的释放曲线.在试样表面培养MC3T3-E1细胞,采用CCK-8检测细胞活力,使用扫描电镜观察细胞形态.将试样植入SD大鼠股骨远端4周后,采用Micro-CT、HE染色和Masson染色评价试样骨结合效果.结果 LBL过程中材料表面的接触角呈波浪形上下波动,最终于TNT表面制得的聚合物涂层厚度约400 nm.聚合物涂层加载ASA后C元素含量增加,O元素含量降低,其负载的ASA可在12 d内缓慢释放.MC3T3-E1细胞在TNT、TNT-CS和TNT-ASA表面均增殖良好,呈多边形伸展;各组间细胞活力的差异无统计学意义(P＞0.05).Micro-CT结果显示,相较于TNT组、TNT-CS组,TNT-ASA组骨组织的骨体积分数更高(P＜0.05).HE染色和Masson染色结果显示,TNT-ASA组植入试样周围具有更多的新骨形成.结论 通过LBL技术可实现ASA在TNT表面的有效加载,该涂层具备药物缓释、无细胞毒性和促进骨形成的优势.