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背景:种植体周围相关感染是导致牙种植术失败的主要原因之一,同时,牙种植术后长达三个月至六个月的骨整合周期亦限制了种植修复在口腔临床诊疗中的进一步推广。建立一种简单,高效,快速的种植体椅旁处理技术,在抑制致病微生物在种植体表面黏附的同时进一步改善种植体促骨整合水平,这对于预防种植体周围相关感染,缩短种植修复周期具有重大意义。
目的:为解决市售种植体表面抗菌性能的缺乏,牙种植体骨整合周期过长的缺陷,本课题拟开发出一种基于聚多巴胺/头孢噻肟钠共修饰,具有抗菌及促进骨整合能力的种植体椅旁修饰方法。
方法:本课题使用高温水浴旋转的方法,以反应时间为变量,在纯钛表面共混沉积形成了负载头孢噻肟钠的聚多巴胺涂层,利用扫描电子显微镜,原子力显微镜,X射线光电子能谱,静态接触角测量仪对其表面形貌,元素构成,表面粗糙度,亲水性进行表征,同时采用比色法测试了头孢噻肟钠的药物缓释情况;使用WST-8比色法与L7012微生物荧光死活染色法,系统评价了载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面抵抗大肠埃希菌及变形链球菌黏附的能力;利用CCK8及细胞骨架荧光标记手段,检测了样本对人间充质干细胞体外增殖能力及细胞骨架形貌的影响;利用茜素红染色及定量,碱性磷酸酶,RT-PCR及免疫荧光技术,系统评价了在添加间充质成骨诱导培养基的培养条件下,人间充质干细胞在不同反应时间的负载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面的成骨分化效率,同时使用不添加成骨诱导培养基的间充质干细胞培养基检测基底诱导自发分化能力作为对照。
结果:XPS检测结果表明,经聚多巴胺/头孢噻肟钠高温水浴旋转后的纯钛表面出现了N1s与S2p,证明聚多巴胺/头孢噻肟钠成功接枝于纯钛表面;AFM及SEM的检测结果表明,随着水浴旋转反应时间的延长,纯钛表面形成的聚多巴胺/头孢噻肟钠岛状涂层面积逐渐增大,当反应时间达60分钟时,钛片表面被聚多巴胺/头孢噻肟钠涂层完全覆盖;药物缓释及静态接触角测量结果证明,头孢噻肟钠药物释放量及材料表面亲水性随着水浴搅拌反应时间的延长而进一步增加;微生物活性检测WST-8及微生物死活染色L7012的结果显示,经过头孢噻肟钠聚多巴胺涂层修饰的纯钛表面具有良好的抗菌性能,当聚多巴胺/头孢噻肟钠的反应时间达到60分钟时,其对大肠埃希菌及变形链球菌的抑制效果显著强于其他反应时间组;细胞活性检测CCK8结果证实,当聚多巴胺/头孢噻肟钠的反应时间达到30分钟时,间充质干细胞在各实验组中具有最高的增殖能力;而间充质干细胞在聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛的表面成骨诱导及自发分化的茜素红染色及定量,碱性磷酸酶,RT-PCR及免疫荧光结果显示,30分钟反应组的负载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面对人间充质干细胞具有较好的促增殖及成骨分化能力。
结论:本研究成功设计了一种种植体椅旁修饰方案,其具有方法简便快捷,有效提升种植体周围抗菌能力及促进周围间充质干细胞成骨分化的优势,其中30分钟反应时间的聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛具有促进口腔种植术后骨整合的临床应用潜力,而60分钟反应时间的聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛具有预防种植体周围相关感染的临床应用潜力。该研究有望在临床诊疗工作中推广种植体的椅旁修饰,进而降低临床种植体周围相关感染的发病率,进一步缩短牙种植修复的周期。
目的:为解决市售种植体表面抗菌性能的缺乏,牙种植体骨整合周期过长的缺陷,本课题拟开发出一种基于聚多巴胺/头孢噻肟钠共修饰,具有抗菌及促进骨整合能力的种植体椅旁修饰方法。
方法:本课题使用高温水浴旋转的方法,以反应时间为变量,在纯钛表面共混沉积形成了负载头孢噻肟钠的聚多巴胺涂层,利用扫描电子显微镜,原子力显微镜,X射线光电子能谱,静态接触角测量仪对其表面形貌,元素构成,表面粗糙度,亲水性进行表征,同时采用比色法测试了头孢噻肟钠的药物缓释情况;使用WST-8比色法与L7012微生物荧光死活染色法,系统评价了载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面抵抗大肠埃希菌及变形链球菌黏附的能力;利用CCK8及细胞骨架荧光标记手段,检测了样本对人间充质干细胞体外增殖能力及细胞骨架形貌的影响;利用茜素红染色及定量,碱性磷酸酶,RT-PCR及免疫荧光技术,系统评价了在添加间充质成骨诱导培养基的培养条件下,人间充质干细胞在不同反应时间的负载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面的成骨分化效率,同时使用不添加成骨诱导培养基的间充质干细胞培养基检测基底诱导自发分化能力作为对照。
结果:XPS检测结果表明,经聚多巴胺/头孢噻肟钠高温水浴旋转后的纯钛表面出现了N1s与S2p,证明聚多巴胺/头孢噻肟钠成功接枝于纯钛表面;AFM及SEM的检测结果表明,随着水浴旋转反应时间的延长,纯钛表面形成的聚多巴胺/头孢噻肟钠岛状涂层面积逐渐增大,当反应时间达60分钟时,钛片表面被聚多巴胺/头孢噻肟钠涂层完全覆盖;药物缓释及静态接触角测量结果证明,头孢噻肟钠药物释放量及材料表面亲水性随着水浴搅拌反应时间的延长而进一步增加;微生物活性检测WST-8及微生物死活染色L7012的结果显示,经过头孢噻肟钠聚多巴胺涂层修饰的纯钛表面具有良好的抗菌性能,当聚多巴胺/头孢噻肟钠的反应时间达到60分钟时,其对大肠埃希菌及变形链球菌的抑制效果显著强于其他反应时间组;细胞活性检测CCK8结果证实,当聚多巴胺/头孢噻肟钠的反应时间达到30分钟时,间充质干细胞在各实验组中具有最高的增殖能力;而间充质干细胞在聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛的表面成骨诱导及自发分化的茜素红染色及定量,碱性磷酸酶,RT-PCR及免疫荧光结果显示,30分钟反应组的负载头孢噻肟钠聚多巴胺涂层的纯钛表面对人间充质干细胞具有较好的促增殖及成骨分化能力。
结论:本研究成功设计了一种种植体椅旁修饰方案,其具有方法简便快捷,有效提升种植体周围抗菌能力及促进周围间充质干细胞成骨分化的优势,其中30分钟反应时间的聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛具有促进口腔种植术后骨整合的临床应用潜力,而60分钟反应时间的聚多巴胺/头孢噻肟钠修饰钛具有预防种植体周围相关感染的临床应用潜力。该研究有望在临床诊疗工作中推广种植体的椅旁修饰,进而降低临床种植体周围相关感染的发病率,进一步缩短牙种植修复的周期。