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目的:骨内植入物感染和骨整合不足是目前临床上骨内植入物失败的主要原因。本研究的目的主要在于设计并制备出新型的钛纳米管复合涂层,检测并分析其形貌表征、理化性能,评估其抗菌效果、生物相容性以及成骨诱导活性,初步探讨其成骨的相关机制,为今后进一步研究和应用提供基础。方法:电沉积方法制备新型的钛纳米管(Titanium nanotubes,TNTs)复合涂层,通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、能量色散X射线光谱仪(Energy dispersive X-ray spectrometry,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱仪(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)、划格法胶带实验等检测涂层理化性能;通过抑菌圈实验、平板涂布法、SEM、荧光染色检测抗菌性能;用乳酸脱氢酶活性检测、荧光染色等方法研究新型复合涂层对骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(Ovariectomy Bone mesenchymal stromal cell,OVX-BMSCs)的生物相容性;通过碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性检测、酶联免疫吸附实验、逆转录-聚合酶链反应、蛋白质印迹法、免疫共沉淀、质粒转染等方法探讨新型复合涂层成骨诱导的机制。结果:(1)我们所制备的新型的钛纳米管复合涂层结构:内层为载银纳米颗粒的钛纳米管,外层为壳聚糖(Chitosan,CS)/明胶(Gelatin,Gel)基质与银纳米颗粒(Silver nanoparticles,AgNPs)、氧化锌(Zinc oxide,ZnO)混合的复合涂层(TNTs/Ag-Cs/Gel/Ag/ZnO),具有良好的涂层粘附强度。(2)与钛纳米管组、钛纳米管载银组相比,新型复合涂层对金黄色葡萄球菌(包括浮游细菌和粘附细菌)都具有更好的抗菌效果。(3)与钛纳米管组、钛纳米管载银组相比,新型复合涂层更有利于OVX-BMSCs的粘附、增殖和成骨向分化,抑制肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor Alpha,TNF-α)的分泌,显著促进了ALP、RUNX2、USP9X的基因和蛋白的表达。新型复合涂层对β-catenin的基因表达水平影响不大,但显著升高了β-catenin蛋白的表达。(4)上调USP9X基因表达后,新型复合涂层的OVX-BMSCs表面的β-catenin蛋白表达水平和ALP活性明显增加;干扰USP9X表达后,则明显下降。加入TNF-α重组蛋白后,对β-catenin蛋白表达水平和ALP活性具有抑制作用。但是,在过表达USP9X的干细胞中加入TNF-α重组蛋白后,β-catenin的蛋白表达和ALP活性则无明显改变。结论:新型复合涂层具有良好的抗菌效果和生物相容性,对OVXBMSCs具有更好的成骨诱导作用,机制与其对TNF-α/USP9X/β-catenin信号通路的调控有关。