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目的:钛作为生物医用材料有着优越的力学性能,如较低的弹性模量、较高的力学强度、良好的生物相容性和抗腐蚀性等。但钛暴露于空气中会形成(3-7nm)生物惰性氧化层,从而使单纯的钛植入体植入后产生炎症导致种植的失败。本实验通过碱热处理结合仿生矿化的方法在钛表面构建一层均匀的矿化层,然后采用物理吸附的方式将人工合成抗菌肽(pac-525)固定在此矿化层表面,再在此表面电喷一层载pac-525的PLGA微球,通过这样的处理使得钛表面具有骨传导和骨诱导活性的同时具有抗菌性。 方法:1.钛表面抗菌活性的仿生矿化涂层 钛表面通过碱热处理及仿生矿化的方法制备仿生矿化层,并物理吸附人工合成抗菌肽pac-525,在空气中干燥。在矿化表面使用乳化电喷的方法喷涂一层包裹pac-525的PLGA微球。 2.矿化涂层物相组成及形貌观察 X射线衍射(XRD)分析矿化涂层物相组成,扫描电子显微镜(SEM)来观察微球的表面形貌,激光共聚焦显微镜观察pac-525在样品表面的分布情况。 3.样品中抗菌肽的缓释 用乙腈溶液和0.1mol的盐酸溶液溶解样品表面的pac-525,然后通过多功能酶标仪测量样品的载药情况及固定时间节点样品缓释出的pac-525浓度。 4.样品表面细胞粘附、增殖及细胞毒性测试 样品表面培养MC3T3-E1细胞,扫描电镜(SEM)及激光共聚焦显微镜观察细胞在6小时的贴附情况,及1、3、5天细胞的增殖情况。CCK-8试剂盒来检测样品对细胞的毒性测试。 5.样品抗菌检测 样品表面分别培养革兰阴性菌大肠杆菌和革兰阳性菌金黄色葡萄球菌,24小时后观察样品周围形成的抑菌环,并使用扫描电镜观察样品表面细菌粘附的情况。 结果:1.XRD检测钛表面仿生矿化涂层的物相组成是羟基磷灰石,SEM观察到矿化表面均匀的片状结构,电喷的PLGA微球镶嵌在矿化涂层表面,直径大约在5-10μ m。激光共聚焦显示样品表面有抗菌肽pac-525的分布。 2.样品的缓释测试显示,在最初的几个小时有突释的现象,之后以一个平缓的速度释放。 3.细胞在钛抗菌仿生矿化涂层表面贴附六小时后,采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜对细胞贴附情况进行观察,结果显示矿化涂层表面的细胞同对照组一样广泛地在样品表面呈多边形伸展并有大量的细胞伪足。增殖实验显示MC3T3-E1细胞在样品上正常的增殖。使用CCK-8法评估样品细胞毒性,方差统计分析表明钛抗菌仿生矿化涂层和对照(纯钛和未载药的样品表面培养的细胞)间没有显著差异(p>0.05),这表明,在Ti的表面改性并没有影响细胞活力或代谢。 4.抗菌实验显示从钛抗菌仿生矿化涂层中释放出来的抗菌肽有明显的抑菌作用,在样品周围有显著的抑菌环。扫描电镜显示样品表面几乎检测不到细菌的存在。 结论:成功制备出具有抗菌活性的仿生矿化复合涂层,该涂层能够预防种植体表面生物膜形成,从而预防炎症的产生提高种植的成功率。