鈦表面不同管徑TiO2納米管涂層與軟組織結(jié)合的體內(nèi)研究.pdf

1、理想的種植體-軟組織界面可以成為阻擋細菌及其它致炎因子侵入的首要屏障,對維持種植體的長期穩(wěn)定起著重要作用。以往研究發(fā)現(xiàn),純鈦種植體表面的TiO2納米管狀形貌可以促進人牙成纖維細胞的黏附和增殖等[1][2]。但是不同管徑的納米管形貌對成纖維細胞的影響卻不相同[3]。本課題組前期體外實驗的結(jié)果顯示,小管徑的納米形貌甚至對成纖維細胞的功能有抑制作用。另外,不同組織來源的細胞在鈦納米管表面的生物學(xué)行為也不相同。牙科種植體周圍的軟組織包括上皮組織

2、和結(jié)締組織兩層,各層中又包括多種細胞類型。同時由于體內(nèi)外細胞生存環(huán)境的不同,因此有必要對種植體表面納米形貌與穿齦部位的軟組織的相互作用進行全面研究。本研究通過建立犬的軟組織模型,探討不同管徑TiO2納米管形貌對鈦種植體周圍軟組織愈合的影響,以期為牙科種植體的表面設(shè)計提供進一步的理論依據(jù)。
　　本研究采用直流穩(wěn)壓電源,通過控制電壓的大小(5V、20V、25V),對機械拋光的純鈦種植體表面進行陽極氧化處理,得到不同管徑的納米管結(jié)構(gòu),根

3、據(jù)電壓的不同分為NT-5組、NT-20組和NT-25組,以拋光純鈦種植體(PT)為對照組;使用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)觀察試樣表面形貌;三維形貌測量儀測量試樣表面粗糙度;表面張力儀測量試樣表面去離子水、二碘甲烷和乙二醇的表面接觸角并計算表面自由能。將種植體植入雜種犬口內(nèi)雙側(cè)下頜,于1天、7天、14天及28天時分別處死動物;通過FE-SEM觀察試樣表面組織粘附;超硬組織切片測量種植體軟組織間隙;HE染色觀察種植體周圍軟組織愈合情況;

4、實時定量PCR的方法檢測組織中成纖維細胞生長因子(FGF-2)、I型膠原(COL-1)、表皮細胞生長因子(EGF)mRNA的表達量;免疫熒光染色對比種植體周圍軟組織中纖維粘連蛋白(FN)的分泌等來共同評價種植體周圍軟組織的愈合程度。
　　結(jié)果如下:
　　1.5V、20V和25V電壓下陽極氧化所形成的納米管管徑依次為約30nm、100nm和130nm。隨著電壓增大,納米管管徑也增大,管壁增厚,管壁與管壁之間的距離變明顯。

5、>　　2.三維形貌測量儀測得各組粗糙度,拋光組最為粗糙,納米管組隨管徑的增大,粗糙度依次增加。
　　3.與拋光組相比,納米管組試樣表面接觸角變小,且隨管徑增大,試樣表面的接觸角逐漸變小,各涂層組總表面能則隨接觸角的減小而增大,潤濕性提高。
　　4.用FE-SEM觀察種植體表面的組織粘附,發(fā)現(xiàn)PT組的細胞形態(tài)最好,NT-5組組織粘附最少,NT-20組單個細胞粘附最多,NT-25組基質(zhì)分泌最多。隨著時間推移,細胞粘附少見,組織附

6、著逐漸增多。
　　5.體式顯微鏡觀察種植體軟組織的超硬組織切片,發(fā)現(xiàn)大管徑NT-25組的種植體軟組織間隙最早消失,其后是NT-20組,PT組的間隙比小管徑的NT-5組消失的快。
　　6.HE染色結(jié)果顯示,大管徑的NT-20組和NT-25組相對于PT對照組軟組織愈合改建較快較好,且NT-25組的促進作用更為明顯。但是小管徑的NT-5組相對于PT對照組則未見明顯差異。
　　7.實時定量PCR檢測種植體周圍軟組織內(nèi)FGF-2

7、、COL-1和EGF的mRNA表達量發(fā)現(xiàn):對于FGF-2mRNA的表達,大管徑的NT-20組和NT-25組在創(chuàng)傷修復(fù)早期表達較為活躍,且NT-25組優(yōu)于NT-20組,而小管徑的NT-5組相較于PT對照組在早期則有抑制表達的作用;對于COL-1 mRNA的表達,在種植體周圍軟組織中的表達隨納米管管徑的增大而增加,大管徑的NT-25組和NT-20組均優(yōu)于PT組,但是小管徑的NT-5組則不如PT組表達的多;對于EGF mRNA的表達,早期,種

8、植體周圍軟組織中的表達隨納米管管徑的增大而增加,各納米管組均優(yōu)于PT組,從14天開始,小管徑的NT-5組的表達明顯較其他組多,而大管徑的NT-20和NT-25組的表達則相對減少。
　　8.免疫熒光染色顯示,各組種植體周圍軟組織中FN的分布主要位于種植體-軟組織界面,由軟組織邊緣向內(nèi)遞減,各納米管組種植體周圍軟組織中纖維粘連蛋白的含量隨納米管管徑的增大而增多,隨時間的推移而逐漸增多。大管徑的NT-25組在早期分泌較活躍,含量最高,N