本文選題：純鈦　切入點(diǎn)：微弧氧化　出處：《華南理工大學(xué)》2012年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：純鈦硬組織植入體因具有優(yōu)良的生物相容性、力學(xué)性能、耐腐蝕性和可加工性而在臨床上得到廣泛應(yīng)用。但其表面缺乏優(yōu)異的生物學(xué)性能，植入體內(nèi)后無法形成牢固的植入體-骨組織結(jié)合界面。本研究以改善純鈦硬組織植入體表面生物學(xué)性能為目的，從植入體-骨組織結(jié)合界面入手，結(jié)合微弧氧化（MAO）技術(shù)、去細(xì)胞化技術(shù)和點(diǎn)擊反應(yīng)技術(shù)，創(chuàng)新性地在純鈦基植入體表面仿生構(gòu)建了與骨組織成分相似且可利用點(diǎn)擊反應(yīng)接枝生物活性分子的細(xì)胞外基質(zhì)-微弧氧化膜層（clickable ECM-MAO膜層），顯著地改善了細(xì)胞在純鈦硬組織植入體表面的多項(xiàng)生物學(xué)行為。 膜層中的MAO膜層由金紅石、銳鈦礦和磷灰石晶體組成。該膜層對阿倫膦酸鈉具有50小時以上的控釋能力。另外，載有PAMAM Dendrimer的MAO膜層在PBS緩沖液中具有30天以上的穩(wěn)定性，，且在對人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（HBMSC）表現(xiàn)出優(yōu)良的生物相容性和促進(jìn)成骨生物活性的同時，還對臨床常見的致病細(xì)菌綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出一定的抗菌性。膜層中的ECM膜層是在去細(xì)胞化膜層模型基礎(chǔ)上構(gòu)建的。去細(xì)胞化膜層模型主要成分是人血管內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）所分泌的細(xì)胞外基質(zhì)，模型相比于對照組可以有效地促進(jìn)HUVEC體外的粘附、增殖和成血管分化。在該模型基礎(chǔ)上仿生構(gòu)建的HUVEC和HBMSC兩種ECM-MAO膜層相比于MAO膜層表現(xiàn)出更加優(yōu)異的生物學(xué)性能，對HBMSC體外增殖及其成骨基因Col-I、OPN的表達(dá)具有顯著的促進(jìn)作用。 仿生構(gòu)建的膜層中含有大量細(xì)胞外基質(zhì)成分，所以應(yīng)用于膜層的接枝化學(xué)反應(yīng)必須具有高生物相容性。銅催化疊氮-炔基Husigen環(huán)加成反應(yīng)（CuAAC反應(yīng)）是具有優(yōu)異生物相容性的一類點(diǎn)擊反應(yīng)。本文在系統(tǒng)研究反應(yīng)條件對反應(yīng)速率和生物相容性影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過該CuAAC反應(yīng)技術(shù)利用熒光染料BN和CN以及自主設(shè)計(jì)合成的熒光染料BCN標(biāo)記三種活細(xì)胞并首次標(biāo)記無合成缺陷的細(xì)菌。經(jīng)處理的細(xì)胞和細(xì)菌不但呈現(xiàn)明顯的熒光，而且保持了很好的活性。同時，BCN相比于BN和CN，實(shí)現(xiàn)了一種熒光染料雙重標(biāo)記細(xì)胞的效果。該技術(shù)為在仿生構(gòu)建的膜層表面接枝生物活性分子的研究提供了重要的技術(shù)支持。 最后，本研究創(chuàng)新性地利用新陳代謝方法在ECM膜層中引入炔基基團(tuán)，構(gòu)建了可進(jìn)行點(diǎn)擊反應(yīng)的去細(xì)胞化膜層模型（clickable ECM模型）。在利用點(diǎn)擊反應(yīng)接枝多肽QK之后，模型對HUVEC體外成血管化的促進(jìn)作用得到明顯提升。在該模型的基礎(chǔ)上仿生構(gòu)建的clickable ECM-MAO膜層接枝多肽QK之后，對HBMSC體外成骨分化具有更好地促進(jìn)作用。另外，在氮?dú)猸h(huán)境中接枝QK多肽的膜層對HBMSC第一天成骨分化具有更加明顯的促進(jìn)作用。
[Abstract]:Pure titanium hard tissue implants have been widely used in clinic because of their excellent biocompatibility, mechanical properties, corrosion resistance and processability. In order to improve the surface biological properties of pure titanium hard tissue implants, we began with implant-bone tissue binding interface and combined with Mao (Microarc Oxidation) technique. Decellarization and click-through technology, A novel clickable ECM-MAO membrane layer, which is similar to bone tissue composition and can be grafted to bioactive molecule by click-reaction, was constructed on the surface of pure titanium based implant. Several biological behaviors on the surface of titanium hard tissue implants. The MAO layer in the film consists of rutile, anatase and apatite crystals. The film has a controlled release capacity of more than 50 hours to alendronate. In addition, the MAO film containing PAMAM Dendrimer has a stability of more than 30 days in the PBS buffer. In addition, the bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) showed excellent biocompatibility and osteogenic activity. The ECM membrane in the membrane was constructed on the basis of the model of acellular membrane. The main component of the model of acellular membrane layer is the following: the main components of the model of the acellular membrane layer are as follows: (1) Antibacterial activity of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus). The extracellular matrix secreted by human vascular endothelial cells (HUVECs), Compared with the control group, the model could effectively promote the adhesion, proliferation and angiogenesis of HUVEC in vitro. The bionic ECM-MAO and HBMSC membranes constructed based on the model showed better biological properties than those of MAO. It can promote the proliferation of HBMSC in vitro and the expression of osteogenic gene Col-Ion. The bionic membrane contains a large amount of extracellular matrix, Therefore, the graft reaction applied to the film must have high biocompatibility. Copper catalyzed azido-alkynyl Husigen cycloaddition reaction is a kind of click-through reaction with excellent biocompatibility. In this paper, the reaction is studied systematically. On the basis of the effect of conditions on reaction rate and biocompatibility, The fluorescent dyes BN and CN, as well as BCN, were used to label three kinds of living cells and to label the bacteria without synthetic defect for the first time. The treated cells and bacteria not only showed obvious fluorescence. Compared with BN and CNN, BCN has achieved the effect of double labeling with fluorescent dyes. This technique provides important technical support for the study of biologically active molecules grafted on the surface of bionic coatings. Finally, a clickable ECM model was constructed by introducing acetyl groups into the ECM membrane layer by metabolic method. The clickable ECM model was constructed after the click-reaction grafting of polypeptide QK was carried out. On the basis of this model, the clickable ECM-MAO membrane grafted polypeptide QK was constructed on the basis of this model, which could promote the osteogenic differentiation of HBMSC in vitro. The membrane layer grafted with QK peptide in nitrogen environment could promote osteogenic differentiation on the first day of HBMSC.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1561798