Ti-6Al-7Nb合金表面經(jīng)HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理后對(duì)BMSCs特性影響的研究.pdf

1、目的:
　　為求種植體早期快速骨結(jié)合,提高初期穩(wěn)定性,種植體表面處理技術(shù)飛速發(fā)展。目前,納米級(jí)表面處理方法已證實(shí)有利于種植體表面細(xì)胞的黏附與增殖,是近來(lái)表面處理方法的研究熱點(diǎn)。Ti-6Al-7Nb合金為一種新型鈦合金材料,Nb元素取代了傳統(tǒng)Ti-6Al-4V中的V元素,降低了毒性,同時(shí)彈性模量更接近于骨組織。本研究采用HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理商業(yè)純鈦和Ti-6Al-7Nb合金后,觀察表面形貌、化學(xué)成分的變化以及對(duì)BMSCs特性的影響

2、。
　　方法:
　　1、表面處理:純鈦和Ti-6Al-7Nb樣本各30個(gè),碳化硅砂紙打磨拋光表面后,各隨機(jī)分為處理組及對(duì)照組(每組15個(gè)),兩對(duì)照組不做處理;兩處理組進(jìn)行HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理。然后分別用掃描電鏡(SEM)、原子力學(xué)顯微鏡(AFM)和X線能譜儀(XPS)觀察4組樣本表面形貌,并分析化學(xué)成分。
　　2、BMSCs培養(yǎng)和鑒定:取2周齡雌性SD大鼠,在深度麻醉下脫頸處死,分離出股骨和脛骨,去凈軟組織后切除兩端

3、的干骺,用PBS沖洗出骨髓,離心,震蕩后轉(zhuǎn)移于培養(yǎng)瓶中,加入含10％胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基,置于50ml/LCO2,37℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。3d后洗去未貼壁細(xì)胞并更換培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),每3d換液1次。并通過(guò)MTT方法、成骨和成脂誘導(dǎo)對(duì)BMSCs進(jìn)行鑒定。
　　3、不同表面對(duì)BMSCs特性的影響:將培養(yǎng)的第4代BMSCs分別接種于各組合金表面,SEM觀察細(xì)胞形貌;MTT方法檢測(cè)細(xì)胞在材料表面的黏附和增殖;ALP試劑盒檢測(cè)細(xì)胞ALP活

4、性。
　　結(jié)果:
　　1、表面處理:純鈦和Ti-6Al-7Nb經(jīng)HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理后SEM觀察可見(jiàn)表面均勻分布的納米管狀結(jié)構(gòu),AFM觀察顯示表面凹凸不平;XPS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)氟(F)化物,鋁(Al)元素主要以Al2O3的穩(wěn)定形式存在。
　　2、BMSCs培養(yǎng)和鑒定:通過(guò)脫頸處死2周齡的SD大鼠,從股骨骨髓中提取的BMSCs生長(zhǎng)旺盛,培養(yǎng)3-5d就能鋪滿培養(yǎng)瓶底,即可傳代培養(yǎng)。通過(guò)MTT法、成骨、成脂誘導(dǎo)以及茜素紅

5、染色和油紅O染色,結(jié)合倒置顯微鏡下觀察后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)所培養(yǎng)的BMSCs生長(zhǎng)曲線正常,均具有良好的成骨和成脂分化能力,鑒定結(jié)果良好。
　　3、不同表面對(duì)BMSCs特性的影響:BMSCs在光滑純鈦和Ti-6Al-7Nb合金表面的形態(tài)、黏附、增殖均未見(jiàn)顯著差異。經(jīng)HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理后的純鈦和Ti-6Al-7Nb合金表面,BMSCs的形態(tài)無(wú)顯著差異;但可以看到處理組表面的細(xì)胞形態(tài)要顯著優(yōu)于對(duì)照組。BMSCs在處理組表面的黏附和增殖均顯著高

6、于對(duì)照組,但在處理組純鈦和Ti-6Al-7Nb之間的黏附與增殖未見(jiàn)顯著差異。BMSCs在兩處理組表面黏附、增殖及ALP活性均顯著高于其對(duì)照組(p<0.05);兩材料間相比,Ti-6Al-7Nb處理組ALP活性顯著高于純鈦處理組(p<0.05)。
　　結(jié)論:
　　Ti-6Al-7Nb經(jīng)HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理后,可以顯著促進(jìn)BMSCs的黏附、增殖和ALP活性。以上結(jié)果提示,Ti-6Al-7Nb合金表面經(jīng)HF酸蝕+陽(yáng)極氧化處理對(duì)于