成骨細(xì)胞在不同電導(dǎo)率的N型單晶碳化硅表面的生物學(xué)行為研究.pdf

1、目的：
　　研究不同電導(dǎo)率N型單晶碳化硅材料對成骨細(xì)胞生物學(xué)行為的影響，探討細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中在材料表面的各種介質(zhì)的變化過程。
　　方法：
　　1、以高電導(dǎo)率N型單晶碳化硅作為高電導(dǎo)率組，低電導(dǎo)率N型單晶碳化硅作為低電導(dǎo)率組;以與實(shí)驗(yàn)組面積相同的細(xì)胞培養(yǎng)板作為對照組。
　　2、分別在實(shí)驗(yàn)組和對照組表面進(jìn)行MC3T3-E1細(xì)胞接種和培養(yǎng)
　　3、采用掃描電鏡觀察細(xì)胞在兩種材料表面24 h的生長狀況。
　　4

2、、采用噻唑藍(lán)(methyl thiazolyl tetrazolium，MTT)法分析MC3T3-E1細(xì)胞在材料表面的增殖情況。
　　5、采用堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AKP)和骨鈣素(osteocalcin，OCN)含量測定技術(shù)分析MC3T3-E1細(xì)胞在材料表面的分化情況。
　　6、測試兩種N型單晶碳化硅在超純水、磷酸鹽緩沖溶液(PBS)、小牛血清白蛋白(BSA)溶液、α-MEM溶液中的開路電位

3、(OCP)
　　7、采用電化學(xué)阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS）測試技術(shù)分析高電導(dǎo)率N型碳化硅在超純水、磷酸鹽緩沖溶液(phosphate buffersolution，PBS)、小牛血清白蛋白(Bovine serium albumin，BSA)溶液、α-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液中的電化學(xué)行為。
　　8、采用電化學(xué)阻抗譜測試技術(shù)分析接種有MC3T3-E1細(xì)胞的高電導(dǎo)率N型

4、碳化硅材料表面隨時(shí)間延長的EIS變化。
　　結(jié)果：
　　1、共培養(yǎng)24 h掃描電子顯微鏡顯示:MC3T3-E1細(xì)胞在兩種N型單晶碳化硅材料表面均伸展良好，可見偽足和明顯的細(xì)胞外基質(zhì)沉積。
　　2、兩組材料上細(xì)胞的MTT值從1、3、5、7d隨時(shí)間逐漸升高。在3、5、7d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組高于對照組(p＜0.05)，高電導(dǎo)率N型碳化硅組MTT值高于低電導(dǎo)率組(p＜0.05)。
　　3、兩組材料上細(xì)胞的AKP值從1、3、5、7

5、d隨時(shí)間逐漸升高。在3、5、7d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組高于對照組(p＜0.05)，高電導(dǎo)率N型碳化硅組AKP值高于低電導(dǎo)率組(p＜0.05)。
　　4、兩組材料上細(xì)胞的OCN值從1、3、7、14d隨時(shí)間逐漸升高。在7、14d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組高于對照組(p＜0.05)，高電導(dǎo)率N型碳化硅OCN值高于低電導(dǎo)率組(p＜0.05)。
　　5、兩種材料在各組液體中的開路電位均為負(fù)值。低電導(dǎo)率單晶碳化硅在各組液體中的開路電位值大小依次為EBSA溶液＜E細(xì)

6、胞培養(yǎng)液＜E超純水＜EPBS。高電導(dǎo)率N型單晶碳化硅在各液體中的開路電位值大小依次為:EPBS＜EBSA溶液＜E超純水＜E細(xì)胞培養(yǎng)液。
　　6、EIS結(jié)果表明溶液電阻Rs大小依次為:BSA溶液＜細(xì)胞培養(yǎng)液＜PBS＜超純水。
　　7、在高電導(dǎo)率碳化硅表面進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)1、3、5、7d，EIS結(jié)果表明溶液電阻Rs、細(xì)胞層電容Qcell隨培養(yǎng)時(shí)間的延長而減小，而細(xì)胞層電容彌散系數(shù)ncell隨時(shí)間逐漸增大，細(xì)胞層電阻Rcell則隨培養(yǎng)

7、時(shí)間的延長而先增大后減小，雙電層電阻Rdl總體上隨著共培養(yǎng)時(shí)間的延長而逐漸減小。
　　結(jié)論：
　　1、N型單晶碳化硅材料的電化學(xué)特性可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化，原因是由于在培養(yǎng)液中材料表面具有吸附陽離子及陽離子基團(tuán)的能力。其中高電導(dǎo)率的促進(jìn)作用優(yōu)于低電導(dǎo)率，原因是由于高電導(dǎo)率N型單晶碳化硅材料在培養(yǎng)液中可以吸附更多的陽離子及陽離子基團(tuán)。
　　2、電化學(xué)阻抗譜技術(shù)可以測試分析材料對生理溶液成分的吸附行為。.利用電化學(xué)阻