纯钛表面氨基等离子体活化对成骨细胞黏附的影响及其机制研究

发布时间：2016-11-18 05:02

本文关键词：纯钛表面氨基等离子体活化对成骨细胞黏附的影响及其机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2014年

纯钛表面氨基等离子体活化对成骨细胞黏附的影响及其机制研究

路萌萌

【摘要】：目的与背景：骨结合即种植体表面和受植骨之间的直接连接，没有纤维性结缔组织间隔。这一理论改写了口腔种植的历史，至今仍是口腔种植的基础理论，也是评价种植义齿成功与否的最重要的标准之一。为了达到这一金标准，种植体表面改性成为学者们关注的焦点。越来越多的研究指出，良好的骨结合需要一个可以稳定附着在纯钛种植体表面上的生物界面，而以往的表面改性方法又存在诸多问题（如涂层不稳定、表面改性效率低、改性效果不易操控等），学者们亟待寻找一种活化效率高、不存在界面应力、表面改性效果易于控制的改性方法。本课题组前期采用低温等离子体对纯钛表面进行改性，成功引入氨基功能团，研究并初步证实了改性后的表面稳定，明显提高了纯钛表面的生物相容性。表面改性所采用的低温气体放电等离子体（也称为等离子体增强的化学气相沉积，PECVD）主要用于工业领域的聚合物表面改性及医疗器械消毒，而在生物材料改性方面的应用近年来才引起学者们的关注。种植体/骨界面的新骨生长方式分为远端成骨和接触成骨两种，普遍认为接触成骨更能解释骨结合界面的理想状态[1,2]。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，，其分泌类骨质（骨基质未矿化的有机成分）。随着类骨质的沉积、矿化，成骨细胞陷入骨陷窝，成为骨衬里层细胞或者发生凋亡[3]。接触成骨的发生过程是成骨细胞首先在种植体表面黏附、丛集、分泌骨基质，由此启动种植体表面新骨的直接生成，新骨从种植体表面逐渐向骨创面生长、延伸。成骨细胞作为锚合依赖性细胞其在种植体表面的黏附、丛集是接触成骨的关键[4]。细胞对于生物材料的黏附主要由整合素调节，普遍认为整合素α2亚单位与成骨细胞黏附关系密切。深入理解细胞在生物材料，尤其是生物活性材料表面的黏附性能是优化种植体/骨界面的关键。本研究旨在通过射频低温等离子体聚合，在纯钛种植体表面形成纳米级厚度的聚合物薄膜，引入氨基这一具有生物活性的功能团，研究其对成骨细胞黏附的影响与其作用机制。方法：采用射频低温等离子体方法，以庚胺为聚合单体，在纯钛种植体表面引入具有生物活性的氨基功能团，根据选定的相对最佳的等离子体放电实验参数，制备了五种不同放电模式等离子体活化表面的钛片：CW、P(10%)、P(30%)、P(60%)、CW+P(30%)，其中CW表示连续波功率输出模式，P表示脉冲功率输出模式，脉冲模式下又根据不同的占空比分为10%、30%及60%，CW+P为连续波偶联脉冲功率输出模式，未处理的纯钛表面作为对照组：Ti。实验通过CCK-8细胞毒性实验检测氨基等离子体活化表面对成骨细胞存活的影响；成骨细胞与材料共培养5min、30min、120min时，通过流式细胞仪绝对计数、DAPI染色观察不同改性参数对成骨细胞黏附的影响；采用免疫染色技术及蛋白免疫印迹法观察黏附相关蛋白整合素α2、局部粘着斑激酶（FAK）、磷酸化局部粘着斑激酶（p-FAK）表达的变化，初步探讨活化表面对成骨细胞黏附的影响及其机制。结果： 1.CCK-8法检测等离子体活化表面的细胞毒性：各组活化表面无细胞毒性，不会抑制细胞的增殖。 2.流式细胞仪绝对计数法检测成骨细胞黏附率：CW+P(30%)组在与成骨细胞共孵育的5min、30min和120min，成骨细胞黏附率均显著高于Ti组（p0.01）及其他活化组，表现出良好的促进成骨细胞黏附的特性；P(30%)组在共孵育5min、120min的成骨细胞黏附率均高于Ti组（p0.05）；CW组在30min、120min的成骨细胞黏附率均高于Ti组（p0.05）。 3.DAPI染色观察发现P(30%)、CW+P(30%)组材料表面成骨细胞数量明显多于Ti组，且细胞排列更紧密。CW、P(10%)、P(60%)组表面也较Ti组黏附了更多的成骨细胞。扫描电镜观察发现Ti组钛片表面成骨细胞多呈团缩状，黏附面积小，黏附不牢固，细胞明显翘起；CW、CW+P(30%)和P(30%)组活化表面成骨细胞黏附好，黏附面积大，无明显翘起；尤CW+P(30%)组，细胞充分伸展并伸出多个伪足，充分贴附于材料表面，伸展面积大，黏附牢固。 4.免疫荧光染色情况：CW、CW+P(30%)和P(30%)组中两种蛋白α2和p-FAK的表达量均显著高于Ti组，尤CW+P(30%)组最突出；CW+P(30%)、P(30%)组的α2和p-FAK共同表达区明显，延伸至细胞突起区域，相对荧光光度值高。 5.Westernblot检测黏附相关蛋白表达情况：共孵育12h后，CW、P(30%)、CW+P(30%)组钛片表面黏附细胞的α2和p-FAK蛋白表达量显著的高于Ti组（p0.01），尤CW+P(30%)组最明显（p0.001）。结论： 1.氨基等离子体活化的纯钛表面具有良好的生物相容性，适合细胞在其上生长，该种纯钛表面处理方法可用于种植体表面处理而应用于体内； 2.氨基等离子体活化的纯钛表面对MC3T3-E1早期黏附有显著促进作用； 3.氨基等离子体活化的纯钛表面显著促进MC3T3-E1黏附相关蛋白α2的表达和FAK的活化，提示激活FAK信号通路以促进细胞黏附、增殖与分化； 4.构建氨基等离子体活化后的纯钛表面，为促进种植体早期骨整合提供实验理论依据。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R783.6
【目录】：

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【参考文献】

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1 白薇,陈治清,张敏,刘仲阳,王培录,廖小东,郑思孝,孙官清;氨基注入钛表面及其微观分析[J];华西口腔医学杂志;2003年01期

2 侯春梅;李新颖;叶伟亮;曹曦元;肖鹤;黎燕;;MTT法和CCK-8法检测悬浮细胞增殖的比较[J];军事医学科学院院刊;2009年04期

3 张丹;南黎;任玲;张扬;薛楠;刘欢叶;;CCK-8法和MTT法评价医用抗菌不锈钢细胞毒性的比较研究[J];口腔医学;2012年01期

4 林家婷;李天侠;于俊光;闫海根;;等离子渗氮对纯钛耐腐蚀性能影响的研究[J];口腔医学研究;2009年05期

5 赵静辉;周延民;刘玉艳;高东辉;李春艳;;纯钛表面氨基化改性对细胞生长的影响[J];口腔医学研究;2010年01期

6 于晓琳;邓飞龙;宁成云;王聪;刘芹;;新型氨基化纳米多孔钛表面的生物相容性研究[J];口腔医学研究;2012年07期

7 王玉琛;王家伟;;等离子喷涂HA涂层种植体的长期稳定性[J];中国口腔种植学杂志;2009年01期

8 吴应龙;梁剑秋;刘族志;;纯钛金属种植体表面活性化的处理方法[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年14期

9 孙振;王东;;种植体表面改性的现状和发展[J];现代口腔医学杂志;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库前1条

1 赵静辉;纯钛种植体表面氨基等离子体改性的实验研究[D];吉林大学;2010年

【共引文献】

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1 申卫星;蔡开勇;;NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展[J];材料导报;2011年S1期

2 徐文峰;廖晓玲;;羟基磷灰石/聚乳酸微粒复合生物支架的体外细胞相容性评价[J];分析化学;2010年12期

3 马静;路琛;左丽;胡平生;赵星;;CCK-8法检测重组人白细胞介素-2的活性[J];贵阳医学院学报;2011年05期

4 梁欣;汪求真;周婕;陈琳琳;马爱国;;补充维生素A和D_3对大鼠淋巴细胞增殖及单核细胞吞噬活性影响[J];青岛大学医学院学报;2012年04期

5 王洪鸽;汤承;王航;王成龙;;白花蛇舌草多糖对小鼠免疫功能和生长发育的影响[J];中国畜牧兽医;2013年10期

6 李鑫;温泉;周云飞;何玉霞;张军;;FNBP1参与HeLa细胞的形态控制与生长调控[J];第三军医大学学报;2013年19期

7 王航;汤承;岳华;王洪鸽;王成龙;;金荞麦超微粉对小鼠免疫功能的影响[J];中国畜牧兽医;2013年09期

8 王卉;林昌健;胡仁;张克勤;段红平;董镶;;氢气气泡模板电化学诱导沉积纳-微米二级结构钙磷盐生物材料的研究[J];电化学;2013年06期

9 许晓静;盛新兰;张体峰;刘敏;牛小丫;朱利华;;超细晶纯钛材电化学抛光表面生物相容性研究[J];稀有金属材料与工程;2013年10期

10 易伟;牛盾;孙旭东;HU Xiao-zhi;;三维钛网表面双生物陶瓷涂层的制备及其性能[J];材料科学与工艺;2013年06期

中国重要会议论文全文数据库前2条

1 王红梅;张晗;马聪丽;陈艳卿;;生物芯片分析筛选十溴二苯醚暴露时的分子标志物方法研究[A];第七届全国仪器分析及样品预处理学术研讨会论文集[C];2013年

2 Li Liu;Xiaoxia Liu;Qian Xu;Ping Wu;Xialin Zuo;Jingjing Zhang;Houliang Deng;Zhuomin Wu;Aimin Ji;;Self-assembly nanoparticles based on c(RGDfk)peptide for the delivery of siRNA targeting VEGFR2 gene for tumor therapy[A];2014年广东省药师周大会论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库前10条

1 吴明月;牙种植体表面生物化修饰及构建组织工程支架的实验研究[D];南京医科大学;2010年

2 徐振;多种自组装膜及固体表面选择性吸附的理论研究[D];山东大学;2011年

3 张宏;糖尿病周围神经病变证候规律研究及糖痹康干预高糖环境内皮细胞的机制研究[D];北京中医药大学;2012年

4 曹颖;中药清毒栓对HR-HPV感染宫颈上皮细胞MHC-Ⅰ抗原呈递通路及阴道免疫微环境的调节[D];北京中医药大学;2012年

5 刘慧颖;氟离子注入钛表面对骨细胞相容性和抗菌性能的影响[D];中国医科大学;2008年

6 彭采宇;聚电解质微胶囊的药物缓释及其血液相容性研究[D];浙江大学;2010年

7 赵静辉;纯钛种植体表面氨基等离子体改性的实验研究[D];吉林大学;2010年

8 王雪峰;基底表面纳米结构的细胞学效应与离子液体的细胞相容性研究[D];上海交通大学;2008年

9 张晓科;碳纳米管作为生物支架和胞内给药载体材料的研究[D];上海交通大学;2009年

10 刘克海;双功能RGD-TAT修饰的DNA纳米胶束的构建及细胞转运机制研究[D];第二军医大学;2012年

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1 李晓东;两种双光子荧光有机纳米粒子的细胞毒性检测[D];吉林大学;2011年

2 王宇瀛;纳米复合植入膜介导的脑胶质瘤术后磁感应热化疗[D];北京中医药大学;2011年

3 王琳;钛合金表面壳聚糖—酪蛋白磷酸肽生物复合薄膜的制备及性能研究[D];兰州大学;2011年

4 张扬;纯钛表面不同处理对骨髓间充质干细胞矿化的影响[D];河北医科大学;2011年

5 张杰;持久性有机污染物比较毒性的体外研究[D];复旦大学;2011年

6 廖玉珍;软刻蚀方法制备细胞模板及内皮/平滑肌细胞的协同培养[D];西南交通大学;2011年

7 徐宗;血当归粗提物体外成骨活性研究[D];中南民族大学;2011年

8 孙园园;不同氧化时间对纯钛表面微弧氧化膜结构特性的影响[D];青岛大学;2012年

9 苏静;钛离子注入对医用不锈钢理化及生物学性能的影响[D];河北医科大学;2005年

10 周屹立;TPS和TiO_2喷砂处理钛片表面对成骨细胞生长影响的体外研究[D];昆明医学院;2005年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 ;Antibacterial and corrosive properties of copper implanted austenitic stainless steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年03期

2 张天夫,王伟,孙晓东,周延民;钛生物陶瓷涂层种植体的实验研究[J];吉林大学学报(医学版);2002年06期

3 宁成云;刘绪建;郑华德;谭帼馨;马强;王玉强;;硅烷偶联剂对纯钛表面改性的研究[J];稀有金属材料与工程;2009年11期

4 陈菲;林昌健;;钛基表面纳米羟基磷灰石涂层的制备及其生物性能的初步研究[J];广东药学院学报;2005年06期

5 张静超;莫安春;;钛种植体表面微结构对成骨细胞影响的研究进展[J];国际口腔医学杂志;2007年03期

6 于卫强;张富强;蒋欣泉;;种植体表面纳米改性的研究进展[J];国际口腔医学杂志;2008年06期

7 唐霞;王少安;;种植体的表面改性与促进成骨[J];国际口腔医学杂志;2008年S1期

8 白薇,陈治清,张敏,刘仲阳,王培录,廖小东,郑思孝,孙官清;氨基注入钛表面及其微观分析[J];华西口腔医学杂志;2003年01期

9 王强;张扬;张松;战德松;胡金玲;;钛激光气体氮化改性种植体的研究[J];华西口腔医学杂志;2008年03期

10 熊建文;肖化;张镇西;;MTT法和CCK-8法检测细胞活性之测试条件比较[J];激光生物学报;2007年05期

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