纯钛表面锶改性及其体外生物相容性的实验研究

来源 :中华口腔医学会老年口腔医学专业委员会第十次全国老年口腔医学学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cao240
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  随着我国人口老龄化,骨质疏松症患者增多,牙列缺损和牙列缺失患者占人口的比例也逐渐增多.骨质疏松症是以骨量减少与骨质微结构的改变为特征的骨代谢异常性疾病,这种骨结构和代谢异常可以干扰种植体的骨结合.钛金属种植体与骨质疏松症骨组织之间的快速牢固结合是现在所面临的一个关键性难题.探索在骨质疏松状态下更好地促进骨内种植体骨结合的新方法,对于满足绝经后和老年性骨质疏松患者在牙列缺损或缺失后对种植牙的需求、改善口腔健康以及提高生活质量具有非常重要的意义.目前一些抗骨质疏松药物在促进种植体骨结合的试验研究,已取得了一定效果,但应考虑各种用药给患者带来的不良反应及相应的毒副作用.锶是人体必需的一种微量元素,有研究表明低剂量的锶具有促进成骨细胞生长同时抑制破骨细胞功能的作用.雷奈酸锶能显著增加骨内种植体的机械强度,不仅提高了抗拉强度,而且在种植体周围出现明显的超微结构的变化,提高骨结合的效果.研究目的:本研究根据不同处理方法形成的不同表面形态的现象,采用碱处理的方法对纯钛表面进行处理,然后利用醋酸锶处理后加热在钛表面形成含锶的特有的复合结构,通过对其表面理化性能分析,对成骨细胞及骨髓基质骨细胞生物学行为进行分析,探索骨质疏松状态下更好地促进骨内种植体骨结合的新方法.材料与方法:将TA2纯钛片经过打磨清洗,将钛片依次利用5M NaOH溶液、100 mM的醋酸锶、600℃或者700℃热处理及水化处理.分析各组样品表面理化性质.本实验通过胰蛋白酶、胶原酶分段消化法获得SD乳鼠的颅骨成骨细胞及常用全骨髓培养法获得骨髓基质干细胞并进行鉴定.每个钛片上加入细胞悬液,培养1h、2h、4h后,CCK-8法检测成骨细胞的黏附水平,培养24h后取出钛片通过对细胞骨架及细胞核进行免疫荧光染色观察细胞形态.细胞接种于钛片上培养1d、2d、3d、5d和7d后,采用CCK-8法对成骨细胞的增殖情况进行检测.qRT-PCR法检测材料表面Ⅰ型胶原(COL-Ⅰ)、Runx2、OPG/RANKL、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)的mRNA的表达及变化.分别在培养7d和14d后取培养液,利用试剂盒检测细胞培养基中骨钙素的分泌量和ALP活性,检测成骨特异性指标.Western Blot检测成骨相关蛋白表达情况.结果:经锶改性后钛片表面形成多孔纳米网状结构,其后的热处理后水化处理未改变表面的多孔纳米网状结构,大概约5.37±0.35 at.%的锶元素结合到钛片表面.经过锶改性后钛片表面的接触角明显变小,其亲水性增强,锶改性纯钛表面粗糙度与改性前无明显区别.利用NaOH、醋酸锶、热处理及水化处理在钛表面构建多孔纳米网状结构并结合了相当数量的锶元素.经锶改性纯钛片可以缓慢释放锶离子,经锶改性纯钛片的亲水性增强.锶改性纯钛片可以促进大鼠成骨细胞的黏附、铺展、增殖.锶改性纯钛片可以促进成骨细胞成骨相关基因及蛋白的表达.锶改性纯钛片可以促进大鼠BMSCs的黏附、铺展、迁移及增殖.结论:锶改性纯钛片可以促进BMSCs及成骨细胞的成骨相关基因及蛋白的表达.700℃热处理后的钛片的生物学活性优于热处理温度为600℃的钛片,水化处理可以促进锶改性纯钛片的生物学活性.
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