粗化处理对新型骨植入钛合金的生物相容性影响

目的研究国内新研制的骨植入钛合金TZS进行喷砂并酸蚀处理对成骨细胞生物学行为的影响。方法采用SD大鼠体外原代培养方法培养成骨细胞，并将细胞分别接种于新型钛合金（ 光滑表面）及表面处理的材料表面，建立体外共同培养模型。采用MTT比色法检测第3天成骨细胞的增殖率，扫描电镜（ SEM）观察细胞形态学变化，培养第5天进行细胞碱性磷酸酶功能活性检测。结果喷砂与酸蚀处理组表面的成骨细胞，在3 d时的细胞增殖率与光滑组比较有统计学差异（ P<0.05）；5 d时的处理组碱性磷酸酶活性检测值与光滑组比较无统计学差异（ P>0.05）；SEM观察成骨细胞在喷砂与酸蚀组表面具有典型形态特征，伸展良好，具有丰富的板状、丝状伪足，优于光滑组。结论喷砂并酸蚀处理的新型钛合金在体外实验表现为不同程度的促进成骨细胞增殖及功能活性表达。     

Ti6Al4V活性及耐磨涂层对成骨细胞生物学行为影响

目的：研究生物活性及耐磨涂层处理Ti6AL4V基体，对成骨细胞的增殖、形态及碱性磷酸酶（ALP）表达等生物学行为的影响。方法：采用SD新生鼠颅骨分离成骨细胞，与制备的2种涂层材料共同体外培养。细胞培养3d进行MTT比色检测：扫描电镜（SEM）观察成骨细胞形态学变化；采用5d生长细胞做碱性磷酸酶（ALP）功能活性检测。Ti6Al4V设立为对照组。结果：成骨细胞在新涂层材料表面的细胞增殖百分率及碱性磷酸酶光密度值与对照组间统计学分析无显著性差异（P〉0．05）；但3d细胞增殖率及5dALP活性测试结果均优于对照组。SEM观察细胞在活性涂层表面形态丰满，似立方形，具有良好的功能形态；细胞在活性、耐磨涂层表面同样伸展良好，细胞伪足丰富，并连接紧密，有利于细胞黏附。结论：2种新方法涂层材料具有良好的细胞生物活性。     

新型钛合金阳极氧化后对成骨细胞增殖、分化的影响

目的研究新型医用钛合金Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn(TNZS)经过阳极氧化(AD)技术处理后对成骨细胞增殖和分化的影响。方法将人成骨样MG63细胞接种于Ti6Al4V、TNZS、AD-TNZS表面,采用MTT法检测成骨细胞的增殖情况,考马斯亮蓝G250染色法检测细胞总蛋白质含量,对硝基苯磷酸盐法检测碱性磷酸酶(ALP)活性。结果人成骨样MG63细胞在Ti6Al4V、TNZS以及AD-TNZS表面均能良好生长,细胞增殖率、细胞总蛋白含量未见明显差异(P>0.05);但培养至4、7d时,AD-TNZS组细胞ALP活性明显高于其他组(P<0.05)。结论阳极氧化处理的TNZS钛合金可促进成骨细胞的分化。     

羟基磷灰石涂层处理的多孔镍钛合金溶血性及细胞黏附性评价

目的通过研究经羟基磷灰石(HA)涂层处理后多孔镍钛(NiTi)合金的溶血率及成骨细胞在其表面的附着、增殖及分化情况,评价其体外生物相容性。方法测定经HA涂层处理的圆盘状多孔NiTi合金(NiTi-HA组;直径10mm,厚2mm)的生物相容性,未经涂层处理的多孔NiTi合金(NiTi组)及致密纯钛(Ti组)试样设为对照组。采用分光光度法分析其溶血性能;将成骨细胞接种于试样表面,用扫描电镜(SEM)观察成骨细胞黏附形态,MTS法及碱性磷酸酶(ALP)试剂检测细胞附着、增殖情况及ALP活性,对数据进行重复测量方差分析。结果 NiTi-HA组、NiTi组及Ti组试样的溶血率分别为(0.30±0.11)%、(0.51±0.07)%及(0.27±0.06)%,均低于国家标准(YY/T0127.1)规定的5%。SEM观察显示,NiTi-HA组及NiTi组试样细胞黏附形态良好。NiTi-HA组试样表面细胞附着及增殖数量均高于NiTi组试样(P值分别为0.000与0.001)。NiTi-HA组及NiTi组试样表面细胞ALP活性无差异(P=1),但均高于Ti组试样(P值分别为0.001与0.0004)。结论 NiTi-HA组、NiTi组及Ti组试样均无溶血作用;NiTi-HA组较NiTi组更有利于成骨细胞附着和增殖,且ALP活性均高于纯钛。     

Ti-75合金对人成骨细胞的生长、增殖和功能分化的影响

目的:研究Ti-75合金对人成骨细胞生长、增殖和功能分化的影响。方法:将传至第5代的人成骨细胞接种于Ti-75合金表面进行培养,在不同培养时间进行细胞计数,计算细胞贴壁率,绘制细胞生长曲线,检测细胞裂解产物中的碱性磷酸酶(ALPase)活性和蛋白质含量。结果:培养于Ti-75合金表面的人成骨细胞在24h贴壁率达到84.38%,细胞ALPase活性和蛋白质合成量在培养第7天后出现明显增大趋势,各项指标同作为对照组的纯钛相比,均无显著差异。结论:Ti-75合金具有与纯钛相同的良好骨组织生物相容性,适于作为骨内种植材料应用     

经微弧氧化表面改性的钛铌锆锡合金的细胞相容性评价

目的:探讨采用微弧氧化技术(micro-arc oxidation,MAO)处理钛铌锆锡合金(Ti -24Nb-4Zr-7.9Sn,TZNS)对成骨细胞在其表面生长的影响.方法:采用MAO方法处理TNZS,利用扫描电镜、表面轮廓测量仪和接触角测量仪,分别研究其形貌特点、表面粗糙度和表面能大小;将原代培养的成骨细胞接种于材料表面,培养1、4、7、10 d,扫描电镜观察成骨细胞在不同表面上粘附形态的变化,并用MTT法对各组细胞培养数量进行定量检测.结果:微弧氧化处理在材料表面形成了一层多孔、粗糙、凸凹不平的氧化膜,试样的表面粗糙度和表面能较未处理组均增加(P<0.05);成骨细胞培养结果表明,在两组材料表面细胞均生长良好,扫描电镜观察细胞为多边形,胞浆丰富,有多个伪足突起呈分化表型,统计学分析结果显示,在各个时间点上,实验组(MAO-TNZS)细胞数量较对照组高,差异有显著性(P<0.05).结论:经微弧氧化处理的钛铌锆锡合金,具有良好的成骨细胞相容性,在体外细胞培养的环境下,有利于细胞的附着和增殖.     

2型糖尿病患者牙槽骨成骨细胞体外培养与生物学特性研究

目的:研究2型糖尿病患者牙槽骨成骨细胞生物学特异性。方法:采用组织块法进行体外培养2型糖尿病患者和正常人牙槽骨成骨细胞,倒置显微镜观察细胞的形态,用碱性磷酸酶(ALP)、茜素红(Alizarinred)染色法分别进行细胞成骨特性的检测,噻唑蓝(MTT)比色法检测细胞的增殖趋势,用酶动力学、放射免疫及酶联免疫分析(ELISA)方法分别进行碱性磷酸酶、骨钙素(BGP)和Ⅰ型胶原(COL-Ⅰ)浓度的检测,结果:在同等培养条件下,二者的形态无明显差异,但2型糖尿病患者成骨细胞较正常人成骨细胞生长慢、活性弱,矿化结节形成少;2型糖尿病成骨细胞上清液中ALP、BGP及COL-Ⅰ浓度均较正常人低(P<0.05)。结论:2型糖尿病患者牙槽骨成骨细胞增殖较缓慢,特征性分泌物含量较正常成骨细胞低。     

电解蚀刻法处理的钛及钛合金表面的对比研究

目的 通过成骨细胞的体外培养,初步探讨钛及钛合金微-纳米三维形貌对成骨细胞生物学行为的影响。方法采用电解蚀刻法在纯钛及钛合金表面构建出不同尺寸的微-纳米三维形貌,并观察其三维结构表面对成骨细胞黏附、增殖、细胞形态、碱性磷酸酶（ALP）活性的影响。结果在成骨细胞的黏附和增殖方面,纯钛组和钛合金组表面均高于纯钛机械抛光组。纯钛组表面细胞胞体饱满,伸出大量伪足,并可见大量功能颗粒。ALP活性显著高于钛合金和纯钛机械抛光组表面。结论通过电解蚀刻法在纯钛和钛合金表面可形成不同直径和深度的碗形巢样及纳米结构;两个表面即30~50 μm和5~8 μm的表面和光滑表面相比,都明显促进了细胞的附着;30~50 μm的纯钛表面更有利于促进细胞的增殖和分化。     

新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架体外细胞相容性的实验研究

目的　评价新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架材料的体外细胞相容性。方法　SD大鼠骨髓基质细胞 (BMSCs)经矿化诱导培养、扩增并检测证实其已具成骨细胞表型后,分别与多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架(实验组)、普通多孔羟基磷灰石陶瓷支架(对照组)体外复合培养。扫描电镜观察BMSCs在材料上的生长及生理功能表达情况;测定细胞碱性磷酸酶活性及骨钙素的含量;流式细胞仪检测细胞的凋亡及周期、倍体,比较细胞的粘附能力、增殖活力及成骨活性。结果　BMSCs经体外诱导形成钙结节,Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶免疫染色结果阳性。两组材料上皆有细胞附着生长,但实验组细胞的粘附能力、增殖活力及成骨活性均强于对照组。结论　SD大鼠BM- SCs与新型多孔纳米双相磷酸钙陶瓷支架材料有良好的细胞相容性。     

表面经喷砂和酸蚀及羟基磷灰石涂层的TA2纯钛种植体对富血小板血浆体外骨诱导能力的影响

目的以表面经喷砂和酸蚀(SLA)及羟基磷灰石(HA)涂层双重处理的TA2纯钛种植体(HA/SLA-TA2)为支架材料,探讨其对富血小板血浆(PRP)体外诱导骨髓基质细胞(BMSCs)向成骨细胞分化能力的影响。方法PRP分别作用于常规培养的BMSCs(对照组)和与HA/SLA-TA2联合培养的BMSCs(实验组),通过扫描电镜观察BMSCs在HA/SLA-TA2表面的生长情况,并对两组细胞的增殖指数、碱性磷酸酶活性、骨钙素含量进行比较。结果实验组细胞生长状态良好,具有成骨细胞特点,其细胞增殖指数于联合培养第5天起明显高于对照组(P<0.05),碱性磷酸酶活性以及骨钙素含量分别于联合培养第9、13天起明显高于对照组(P<0.01)。结论HA/SLA-TA2是种植体表面骨组织工程较理想的支架材料,BMSCs与HA/SLA-TA2联合培养后,可增强PRP诱导其向成骨细胞分化的能力。     

Nitric acid passivation does not affect in vitro biocompatibility of titanium

PURPOSE: In general, both chemical composition and surface features of implants affect cell response. The aim of this study was to evaluate the effect of titanium (Ti) passivation on the response of rat bone marrow cells, considering cell attachment, cell morphology, cell proliferation, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, and bonelike nodule formation. MATERIALS AND METHODS: Cells were cultured on both commercially pure titanium (cpTi) and titanium-aluminium-vanadium alloy (Ti-6Al-4V) discs, either passivated or not. For attachment evaluation, cells were cultured for 4 and 24 hours. Cell morphology was evaluated after 4 days. After 7, 14, and 21 days, cell proliferation, total protein content, and ALP activity were evaluated. Bonelike nodule formation was evaluated after 21 days. Data were compared by analysis of variance and the Duncan multiple range test. RESULTS: Cell attachment, cell morphology, cell proliferation, total protein content, ALP activity, and bonelike nodule formation all were unaffected by Ti composition or passivation. DISCUSSION AND CONCLUSION: Although the protocol for passivation used here could interfere with the pattern of ions released from Ti-6Al-4V and cpTi surfaces, the present study did not show any effect of this surface treatment on in vitro biocompatibility of Ti as evaluated by osteoblast attachment, proliferation, and differentiation.     

钛合金对牙龈成纤维细胞生物学行为的影响

目的检测Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr低模量合金的组织相容性。方法用浸浴Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金后的细胞培养液培养大鼠牙龈成纤维细胞,噻唑蓝染色法(MTT)观察细胞生长率;将生长良好的大鼠牙龈成纤维细胞分别接种在Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金和纯钛表面,丫啶橙染色后荧光显微镜下计数贴壁细胞数目及细胞在金属表面附着情况。结果MTT法显示Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金对大鼠牙龈成纤维细胞无不良影响;细胞粘附生长实验显示,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金与纯钛对大鼠牙龈成纤维细胞初期粘附和增殖的影响没有差异。结论Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金具有优良的组织相容性。     

钛片表面粗糙度和氧化膜对成骨细胞增殖和分化的影响

目的：研究钛片表面粗糙度和氧化膜对成骨细胞增殖和分化的影响,为种植体表面处理提供理论依据。方法：采用粒度分别为108～130 μm(S1)、216～301 μm(S2)和356～411 μm(S3)的二氧化钛颗粒对纯钛钛片表面进行喷砂处理,钛浆喷涂(titanium-sprayed plasma, TPS)表面处理组由Straumman 公司提供,600目砂纸打磨组(S0)作为对照组,在钛片表面进行成骨细胞培养。采用表面轮廓测量仪测量其表面粗糙度,电子探针(electron microprobe)测定钛片表面氧化膜结构。分别在1、3、5及7 d时,采用四锉盐比色(MTT)法检测不同处理表面对成骨细胞增殖(OD值)的影响;通过碱性磷酸酶活性(ALP)及骨钙素分泌(OC)检测比较不同处理的表面对成骨细胞分化的影响。采用SPSS12.0软件包对数据进行单因素方差分析。结果：S0 、S1 、S2 、S3 和TPS组表面粗糙度由0.372 μm至5.239 μm递增;喷砂组钛片表面氧化膜结构完整、连续;粗糙表面比光滑表面更利于成骨细胞增殖和分化。喷砂表面粗糙度越高,越利于成骨细胞增殖和分化。S3组成骨细胞增殖和分化优于TPS组。结论：表面粗糙度较高的喷砂表面,更利于成骨细胞增殖和分化。     

Rat bone marrow cell response to titanium and titanium alloy with different surface roughness

In general, cell response is affected by both chemical composition and surface roughness of implant materials. The aim of this study was to evaluate the effect of titanium (Ti) chemical composition and surface roughness on the response of rat bone marrow cells, examining cell attachment, cell proliferation, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, and bone-like nodule formation. Cells were cultured on both commercially pure titanium (cpTi) and titanium-6-aluminum-4-vanadium alloy (Ti-A) discs with four different average roughnesses (Ra). For attachment evaluation, cells were cultured for 2 h. After 14 days, cell proliferation, total protein content, and ALP activity were evaluated. Bone-like nodule formation was evaluated after 21 days. Data were compared by anova and Duncan's multiple range test when appropriate. Cell attachment and total protein content were affected by neither Ti chemical composition (P = 0.201, and P = 0.639, respectively) or surface roughness (P = 0.972, and P = 0.660, respectively). Proliferation, ALP activity, and bone-like nodule formation were affected only by Ti chemical composition (P = 0.0001, P = 0.064, and P = 0.0001, respectively). These results suggest that cpTi would optimize osteoblastic differentiation by rat bone marrow cells, including reduced cell proliferation, and increased ALP activity and bone-like nodule formation, while surface roughness, within the Ra parameters used, would not affect significantly the rat bone marrow cell response.     

聚多巴胺仿生掺锶羟基磷灰石涂层的制备及对骨髓间充质干细胞生物学特性的影响

目的:通过修饰聚多巴胺并结合仿生矿化法在钛合金表面制备掺锶羟基磷灰石涂层,体外评价该复合材料对大鼠骨髓间充质干细胞生物学特性的调控作用。方法:采用两步法制备掺锶羟基磷灰石涂层。采用扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射图谱、拉曼光谱和接触角测量等材料表征证实钛合金表面聚多巴胺仿生掺锶羟基磷灰石涂层的形成。将大鼠骨髓间充质干细胞与各组材料直接培养,通过免疫荧光染色观察细胞黏附情况;MTT实验检测各组细胞的增殖情况;细胞碱性磷酸酶半定量和定性测试探究细胞的碱性磷酸酶活性;qPCR测定细胞成骨基因的表达量。结果:材料表征显示聚多巴胺仿生掺锶羟基磷灰石涂层的成功制备。该复合材料可促进骨髓间充质干细胞的细胞黏附以及细胞增殖活性(P<0.05)。聚多巴胺-掺锶羟基磷灰石组表面的细胞有更高的细胞碱性磷酸酶活性(P<0.05)。实时定量PCR显示该复合材料表面细胞在第7d的ALP、COL-Ⅰ、BSP和RUNX2表达量均高于其他三组(P<0.05)。结论:结合聚多巴胺以及仿生矿化法可制备聚多巴胺仿生掺锶羟基磷灰石涂层。体外实验证实该复合材料有利于骨髓间充质干细胞的黏附和增殖,且对细胞成骨分化有正向调控作用。     

钛表面RGD/仿生磷酸钙复合涂层对MC3T3-E1细胞黏附、增殖、分化的影响

目的:研究钛表面RGD/仿生磷酸钙复合涂层对MC3T3-E1细胞黏附、增殖和分化的影响。方法:1)两步法在钛表面制备仿生磷酸钙涂层,扫描电子显微镜(SEM)观察形态,X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)检测表征;2)RGD固定至仿生磷酸钙涂层;3)实验分3组:纯钛组,钛/仿生磷酸钙涂层组,钛/RGD/仿生磷酸钙复合涂层组,细胞分别接种至3组材料表面。4)SEM观察细胞接种4 h和24 h的形态;5)结晶紫染色检测细胞接种4 h和8 h的黏附情况。6)MTT法检测细胞1、3、7 d的增殖活性;7)检测细胞3、7、14 d的ALP活性。结果:SEM细胞形态观察及结晶紫染色结果显示,RGD/仿生磷酸钙复合涂层组的细胞黏附效果优于对照组。MTT结果显示RGD/仿生磷酸钙复合涂层组的细胞增殖活性强于对照组。ALP检测结果显示RGD/仿生磷酸钙复合涂层组的成骨分化活性高于对照组。结论:钛表面RGD/仿生磷酸钙复合涂层对MC3T3-E1细胞的黏附、增殖、分化均有促进作用。     

Effect of cpTi surface roughness on human bone marrow cell attachment,proliferation, and differentiation

There is general agreement that rough surfaces improve both biologic and biomechanical responses to titanium (Ti) implants. The aim of this investigation was to study the effect of Ti surface roughness on the response of human bone marrow cell culture evaluating: cell attachment, cell proliferation, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, and bone-like nodule formation. Cells were cultured on commercially pure titanium (cpTi) discs with fourdifferent average roughnesses (Ra). For attachment evaluation, cells were cultured for 4 h. After 21 days, cell proliferation, total protein content, and ALP activity were evaluated. For bone-like nodule formation, cells were cultured for 28 days. Data were compared by ANOVA and Duncan's multiple range test. Cell attachment was not affected by surface roughness. For cells cultured on Ti with Ra ranging from 0.80 microm to 1.90 microm, proliferation was reduced while total protein content, and ALP activity were increased. There was a non-statistically significant increase of bone-like nodule formation on a surface with Ra near 0.80 microm. These results suggest that for Ti an Ra ranging from 0.80 microm to 1.90 microm would optimize both intermediary and final cellular responses but not affect the initial response, and a smoother surface would not favor any evaluated response.     

白细胞介素-10对体外培养人牙囊细胞增殖和碱性磷酸酶活性的影响

目的:研究白细胞介素-10(Interleukin-10,IL-10)对体外培养人牙囊细胞增殖和牙囊细胞碱性磷酸酶活性的影响。方法:体外培养人牙囊细胞,取生长状态良好的第5代细胞,用四甲基偶氮唑蓝法(MTT法)检测IL-10对细胞增殖的作用;用碱性磷酸酶试剂盒检测IL-10及其抑制剂对细胞碱性磷酸酶活性的作用。结果:0、1、10、25、50、100ng/mLIL-10对人牙囊细胞的增殖影响无显著性差异(P>0.05);10ng/mLIL-10作用0、1、3、5、7d对人牙囊细胞的增殖影响无显著性差异(P>0.05)。10ng/mLIL-10作用3～7d降低人牙囊细胞的碱性磷酸酶活性(P<0.05),10ng/mLIL-10抑制剂作用5～7d增加人牙囊细胞的碱性磷酸酶活性(P<0.05)。结论:IL-10对人牙囊细胞的增殖无影响。IL-10降低人牙囊细胞的碱性磷酸酶活性,说明IL-10抑制人牙囊细胞向成骨方向分化。