在口腔种植修复的临床实践中，种植体与骨组织结合的减弱和丧失是绝大多数种植失败的原因。如何进一步增强种植体骨界面结合强度，实现完善的骨整合，是当前种植体材料设计与改性研究中亟待解决的问题。电学微环境是成骨细胞所处的重要微环境之一，模拟骨电环境对骨的再生重建及促进种植体骨整合具有重要意义。导电高分子材料聚吡咯polypyrrole(PPy)具有多种不同于一般医用高分子材料的特殊性质：优异的导电性能；可直接合成于金属种植体表面；可作为防腐涂层，防止金属离子溶出；生物相容性良好；对药物可以进行电化学控制释放。理想的骨内植入材料不但要具有良好的生物相容性和骨诱导活性，而且要求能够在接受外界刺激的同时做出响应，调节细胞的附着、铺展、增殖和生物功能表达。基于口腔种植材料功能化设计的考虑，我们利用导电高分子PPy将微电流刺激成骨技术、种植材料表面生物有机修饰技术、生物活性大分子控制释放技术有机的结合在一起。试图在兼顾种植材料表面修饰的生物相容性、力学稳定性和化学稳定性原则的同时，响应外界微电境刺激，增进种植体骨界面的化学结合，提高口腔种植技术的成功率。 本研究包括三个部分： 1．纯钛表面PPy电活性层的制备与理化性能表征 采用水溶液恒电流原位电化学聚合法在纯钛表面制备PPy涂层。利用循环伏安法检测PPy涂层的氧化还原特性，四探针法测量PPy涂层电导率。应用傅立叶红外光谱、x射线光电子能谱鉴定表面化学成分。扫描电子显微镜观察涂层微观形貌，粗糙度仪检测表面粗糙度，接触角测量仪检测接触角并计算表面自由能。单搭接剪切法测定涂层与基底间的结合强度，动电位极化法评价涂层的抗腐蚀性能。 结果显示：PPy涂层具有导电聚合物的氧化还原特性和较高的电导率，在与纯钛金属基底间形成良好的附着的同时，还保持着优异的抗腐蚀性能，同时满足力学稳定性和化学稳定性的要求。PPy涂层的表面性质，如表面形貌、润湿性、表面自由能，可以通过改变掺杂离子种类和聚合电流密度来进行调 第四军医大学博士学位论文整。2．纯钛表面PPy电活性层对成骨细胞生物学特征的影响 原代培养SD大鼠颅盖骨成骨细胞，并通过细胞形态、碱性磷酸酶钙一钻法染色、I型胶原染色、Von Kossa矿化结节染色鉴定成骨细胞表形。研制微量恒流直流电源O～100 v A厂采用负反馈设计维持电流恒定。纯钛丝作为阴极对电极，纯钛呷y涂层作为阳极工作电极，建立体外成骨细胞呷y电活性层表面生长模型。通过对体外培养成骨细胞在凹y涂层表面附着、铺展、增殖以及生物合成能力的检测，评价纯钛表面PPy电活性层对成骨细胞生物学特征的影响。 结果表明，PPy电活性层具有良好的生物相容性，在微量阳极电刺激下能明显地促进成骨细胞在PPy电活性层表面的附着、铺展、增殖，尤其是在成骨细胞接触的早期。PPy电活性层介导微量电刺激，通过碱性磷酸酶活性、骨钙素分泌量、细胞基质钙离子含量的增加，促进成骨细胞的矿化表达。在PPy表面成骨细胞同样能够形成矿化结节。3．纯钛表面PPy电生物活性层的构建 采用原位电化学共沉积法将重组人骨形成蛋白hBMP－2以聚阴离子掺杂的形式固定于PPy电活性层。通过傅立叶红外光谱、X射线光电子能谱检测hBMP上化学成分的存在。循环伏安法检测PPy蛋白质复合涂层的氧化还原特性，’HI放射标记示踪检测 thBMPZ在 PPy涂层中的掺入量以及在还原电压下以脱掺杂的形式移出的释放量。成骨细胞MTT活性检测释放的hBMP2是否具有促成骨细胞生长活性。 结果显示，rhBMP毛能够以聚阴离子的形式掺杂入PPy结构，进行纯钛表面有机修饰。通过聚电解质的选择和设计，hBMP－2可以通过氧化还原反应移出PPy涂层，并且保持良好的促成骨细胞生长活性。 本研究探索了利用PPy构建钛基金属种植体表面电生物活性层的可行性，并研究了其对体外培养成骨细胞生物学特征的影响，为钛基种植体的表面改性和生物活性设计提供了一种新思路。