【摘要】：種植義齒因其舒適美觀、使用方便，并具有理想的口頜功能及美學效果，近年來逐漸被廣大患者接受和喜愛。目前鈦及鈦合金因具有良好的生物相容性、機械強度和穩(wěn)定的化學性質(zhì)成為牙科種植體的首選材料。但隨著臨床種植修復的廣泛開展和種植體與骨結(jié)合的相關(guān)基礎(chǔ)研究不斷深入，發(fā)現(xiàn)醫(yī)用鈦材料仍然存在一些不足，國內(nèi)外學者越來越關(guān)注鈦表面改性處理，以期促進早期在種植體表面形成良好的骨結(jié)合。電化學氧化法是目前較為流行的改性方法，其中主要使用的是電化學陽極氧化法和微弧氧化法(micro-arcoxidation，MAO)等。陽極氧化法是在相應的電解液和特定的工藝條件下，通過電極反應和電場驅(qū)動，使金屬離子和氧離子擴散，在純鈦表面形成了一層結(jié)構(gòu)規(guī)整有序的高密度TiO2納米管陣列。而MAO是在陽極氧化的基礎(chǔ)上利用弧光放電，增強并激活在陽極上發(fā)生的反應，從而在純鈦表面形成多孔而致密的氧化膜。雖然兩種氧化法都是利用電化學氧化的原理基礎(chǔ)，但所用的電壓、氧化時間都有所不同，形成的表面形貌也所不同。因此，對這兩種改性方法的研究也越來越多。良好地骨結(jié)合是種植體成功的重要因素，而形成一個良好的骨結(jié)合，不僅僅成骨細胞是其關(guān)鍵，甚至與成骨相關(guān)的其他細胞也至關(guān)重要。因而，在研究成骨細胞與鈦材料表面改性的關(guān)系的同時，很多研究者也開始關(guān)注其他與種植體及成骨相關(guān)的細胞。其中也包括牙周膜干細胞(Periodontalligamentstemcells,PDLSCs)。PDLSCs是一種分離自牙周膜的多能干細胞。由于其具有的特點和作用，對PDLSCs的關(guān)注不僅限于牙周膜的重建修復，更關(guān)注到它的分化誘導，希望在口腔病癥的干細胞治療上能起到一定的作用。 實驗一：純鈦表面TiO_2納米管對PDLSCs成骨功能的影響 目的：基于電化學氧化的原理及PDLSCs在骨結(jié)合中的重要作用，探討純鈦表面TiO_2納米管改性后對PDLSCs的成骨分化能力的影響，為更合理的種植體表面設(shè)計以及口腔種植中干細胞的研究提供實驗依據(jù)和研究基礎(chǔ)。方法：研究分為實驗組和對照組，實驗組以陽極氧化的方法用0.4M氫氟酸和1M磷酸的電解液溶液在純鈦片表面制備TiO_2納米管，對照組為拋光鈦片。采用掃描電鏡觀察試樣表面形貌；將PDLSCs細胞與鈦材復合培養(yǎng)，誘導成骨，通過MTT方法檢測PDLSCs細胞增殖，并測定堿性磷酸酶(Alkalinephosphatase，ALP)活性。此外，通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應法(Reversetranscription-polymerasechainreaction,RT-PCR)檢測各組PDLSCs細胞的成骨相關(guān)基因：I型膠原(Collagen-I,Col-I)、骨鈣素(Osteocalcin,OCN)、runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-relatedtranscriptionfactor-2,Runx-2)的表達水平。并通過茜素紅染色評估細胞礦化能力。結(jié)果：在鈦材表面成功制備了多孔、有序的TiO_2納米管，管徑約為100nm，PDLSCs接種于材料表面后,實驗組和對照組1d的增殖活性及4d的ALP活性沒有明顯差異(p0.05)；而4、7d增殖活性低于對照組的光滑鈦表面；但是7d、14d、21d實驗組細胞的ALP活性高于對照組（P0.05）；21d時，實驗組Col-1、OCN、Runx-2的基因表達水平明顯高于對照組（p0.05）；14d實驗組細胞的礦化明顯強于對照組(p0.05)。結(jié)論：可以通過陽極氧化方法在鈦材表面制備多孔有序TiO_2納米管層。TiO_2納米管改性后PDLSCs的增殖活性要小于光滑鈦片組；但TiO_2納米管形成后可以上調(diào)PDLSCs的ALP活性、成骨相關(guān)基因表達和礦化能力。 實驗二：微弧氧化純鈦表面對成骨細胞蛋白合成功能的影響 目的：探明MAO改性后的純鈦表面對成骨細胞（MG63）蛋白合成功能的影響。為更合理的種植體表面設(shè)計以及成骨細胞功能研究提供實驗依據(jù)和研究基礎(chǔ)。 方法：同樣分為實驗組和對照組，實驗組對鈦片進行MAO處理，對照組僅對鈦片進行拋光處理。采用掃描電鏡觀察試樣表面形貌，將MG63細胞與鈦材復合培養(yǎng)，通過MTT方法檢測成骨細胞增殖，并測定ALP的活性。此外，通過蛋白質(zhì)印跡法(Western-blot)檢測各組成骨細胞的成骨相關(guān)蛋白：Col-I、OCN、OPN、Runx-2的表達水平。結(jié)果：經(jīng)MAO處理后，，純鈦表面形成一層多孔結(jié)構(gòu)。MG63細胞在MAO處理鈦表面3、7d的增殖活性及ALP活性高于對照組（P0.05）；3d時，實驗組Col-1、OCN、OPN、Runx-2的蛋白表達水平明顯高于對照組（p0.05）。結(jié)論：純鈦經(jīng)MAO處理后，在表面形成多孔復合的形態(tài)特征。MAO改性能促進成骨細胞的增殖及分化，并顯著提高成骨細胞成骨相關(guān)蛋白的表達水平。 在今后的研究中，我們將進一步研究比較陽極氧化TiO2納米管和MAO這兩種電化學氧化技術(shù)作為鈦表面改性方法的異同，為鈦種植體表面改性應用提供研究基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。
【學位授予單位】：南京醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R783.6

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本文編號：2636861