本文關(guān)鍵詞：純鈦表面氨基等離子體活化對成骨細(xì)胞黏附的影響及其機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2014年

純鈦表面氨基等離子體活化對成骨細(xì)胞黏附的影響及其機(jī)制研究

路萌萌  

【摘要】：目的與背景： 骨結(jié)合即種植體表面和受植骨之間的直接連接，沒有纖維性結(jié)締組織間隔。這一理論改寫了口腔種植的歷史，至今仍是口腔種植的基礎(chǔ)理論，也是評價(jià)種植義齒成功與否的最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。為了達(dá)到這一金標(biāo)準(zhǔn)，種植體表面改性成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。 越來越多的研究指出，良好的骨結(jié)合需要一個(gè)可以穩(wěn)定附著在純鈦種植體表面上的生物界面，而以往的表面改性方法又存在諸多問題（如涂層不穩(wěn)定、表面改性效率低、改性效果不易操控等），學(xué)者們亟待尋找一種活化效率高、不存在界面應(yīng)力、表面改性效果易于控制的改性方法。 本課題組前期采用低溫等離子體對純鈦表面進(jìn)行改性，成功引入氨基功能團(tuán)，研究并初步證實(shí)了改性后的表面穩(wěn)定，明顯提高了純鈦表面的生物相容性。表面改性所采用的低溫氣體放電等離子體（也稱為等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積，PECVD）主要用于工業(yè)領(lǐng)域的聚合物表面改性及醫(yī)療器械消毒，而在生物材料改性方面的應(yīng)用近年來才引起學(xué)者們的關(guān)注。 種植體/骨界面的新骨生長方式分為遠(yuǎn)端成骨和接觸成骨兩種，普遍認(rèn)為接觸成骨更能解釋骨結(jié)合界面的理想狀態(tài)[1,2]。成骨細(xì)胞是骨形成的主要功能細(xì)胞，，其分泌類骨質(zhì)（骨基質(zhì)未礦化的有機(jī)成分）。隨著類骨質(zhì)的沉積、礦化，成骨細(xì)胞陷入骨陷窩，成為骨襯里層細(xì)胞或者發(fā)生凋亡[3]。接觸成骨的發(fā)生過程是成骨細(xì)胞首先在種植體表面黏附、叢集、分泌骨基質(zhì)，由此啟動(dòng)種植體表面新骨的直接生成，新骨從種植體表面逐漸向骨創(chuàng)面生長、延伸。成骨細(xì)胞作為錨合依賴性細(xì)胞其在種植體表面的黏附、叢集是接觸成骨的關(guān)鍵[4]。細(xì)胞對于生物材料的黏附主要由整合素調(diào)節(jié)，普遍認(rèn)為整合素α2亞單位與成骨細(xì)胞黏附關(guān)系密切。深入理解細(xì)胞在生物材料，尤其是生物活性材料表面的黏附性能是優(yōu)化種植體/骨界面的關(guān)鍵。 本研究旨在通過射頻低溫等離子體聚合，在純鈦種植體表面形成納米級(jí)厚度的聚合物薄膜，引入氨基這一具有生物活性的功能團(tuán)，研究其對成骨細(xì)胞黏附的影響與其作用機(jī)制。 方法： 采用射頻低溫等離子體方法，以庚胺為聚合單體，在純鈦種植體表面引入具有生物活性的氨基功能團(tuán)，根據(jù)選定的相對最佳的等離子體放電實(shí)驗(yàn)參數(shù)，制備了五種不同放電模式等離子體活化表面的鈦片：CW、P(10%)、P(30%)、P(60%)、CW+P(30%)，其中CW表示連續(xù)波功率輸出模式，P表示脈沖功率輸出模式，脈沖模式下又根據(jù)不同的占空比分為10%、30%及60%，CW+P為連續(xù)波偶聯(lián)脈沖功率輸出模式，未處理的純鈦表面作為對照組：Ti。實(shí)驗(yàn)通過CCK-8細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)檢測氨基等離子體活化表面對成骨細(xì)胞存活的影響；成骨細(xì)胞與材料共培養(yǎng)5min、30min、120min時(shí)，通過流式細(xì)胞儀絕對計(jì)數(shù)、DAPI染色觀察不同改性參數(shù)對成骨細(xì)胞黏附的影響；采用免疫染色技術(shù)及蛋白免疫印跡法觀察黏附相關(guān)蛋白整合素α2、局部粘著斑激酶（FAK）、磷酸化局部粘著斑激酶（p-FAK）表達(dá)的變化，初步探討活化表面對成骨細(xì)胞黏附的影響及其機(jī)制。 結(jié)果： 1.CCK-8法檢測等離子體活化表面的細(xì)胞毒性：各組活化表面無細(xì)胞毒性，不會(huì)抑制細(xì)胞的增殖。 2.流式細(xì)胞儀絕對計(jì)數(shù)法檢測成骨細(xì)胞黏附率：CW+P(30%)組在與成骨細(xì)胞共孵育的5min、30min和120min，成骨細(xì)胞黏附率均顯著高于Ti組（p0.01）及其他活化組，表現(xiàn)出良好的促進(jìn)成骨細(xì)胞黏附的特性；P(30%)組在共孵育5min、120min的成骨細(xì)胞黏附率均高于Ti組（p0.05）；CW組在30min、120min的成骨細(xì)胞黏附率均高于Ti組（p0.05）。 3.DAPI染色觀察發(fā)現(xiàn)P(30%)、CW+P(30%)組材料表面成骨細(xì)胞數(shù)量明顯多于Ti組，且細(xì)胞排列更緊密。CW、P(10%)、P(60%)組表面也較Ti組黏附了更多的成骨細(xì)胞。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)Ti組鈦片表面成骨細(xì)胞多呈團(tuán)縮狀，黏附面積小，黏附不牢固，細(xì)胞明顯翹起；CW、CW+P(30%)和P(30%)組活化表面成骨細(xì)胞黏附好，黏附面積大，無明顯翹起；尤CW+P(30%)組，細(xì)胞充分伸展并伸出多個(gè)偽足，充分貼附于材料表面，伸展面積大，黏附牢固。 4.免疫熒光染色情況：CW、CW+P(30%)和P(30%)組中兩種蛋白α2和p-FAK的表達(dá)量均顯著高于Ti組，尤CW+P(30%)組最突出；CW+P(30%)、P(30%)組的α2和p-FAK共同表達(dá)區(qū)明顯，延伸至細(xì)胞突起區(qū)域，相對熒光光度值高。 5.Westernblot檢測黏附相關(guān)蛋白表達(dá)情況：共孵育12h后，CW、P(30%)、CW+P(30%)組鈦片表面黏附細(xì)胞的α2和p-FAK蛋白表達(dá)量顯著的高于Ti組（p0.01），尤CW+P(30%)組最明顯（p0.001）。 結(jié)論： 1.氨基等離子體活化的純鈦表面具有良好的生物相容性，適合細(xì)胞在其上生長，該種純鈦表面處理方法可用于種植體表面處理而應(yīng)用于體內(nèi)； 2.氨基等離子體活化的純鈦表面對MC3T3-E1早期黏附有顯著促進(jìn)作用； 3.氨基等離子體活化的純鈦表面顯著促進(jìn)MC3T3-E1黏附相關(guān)蛋白α2的表達(dá)和FAK的活化，提示激活FAK信號(hào)通路以促進(jìn)細(xì)胞黏附、增殖與分化； 4.構(gòu)建氨基等離子體活化后的純鈦表面，為促進(jìn)種植體早期骨整合提供實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R783.6
【目錄】：

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