本文選題：微弧氧化 + 鈦合金　； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：目的與背景:鈦及鈦合金應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的歷史久遠(yuǎn),具有良好的機(jī)械性能和生物相容性,可植入人體內(nèi)代替關(guān)節(jié)、牙齒等硬組織結(jié)構(gòu)。但鈦和鈦合金表面生物活性較低,骨整合能力較差。微弧氧化(microarc oxidation,MAO)是近年來材料表面改建的熱點(diǎn),是在電化學(xué)、熱化學(xué)、等離子體化學(xué)法的共同作用下,在材料表面生成陶瓷膜層并與基底材料冶金結(jié)合的方法,工藝相對簡單,適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。通過微弧氧化法在Ti6Al4V表面直接生成多孔粗糙的生物陶瓷膜,膜層內(nèi)含有大量羥基磷灰石,具有一定的生物活性。ALP是成骨細(xì)胞早期分化的重要的標(biāo)志性酶,代表成骨分化的開始。SP7是在早期成骨分化過程中起重要作用的調(diào)節(jié)因子,有誘導(dǎo)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化的作用,有調(diào)控相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的作用。SP7能調(diào)控COLL-I、OPN等相關(guān)的成骨因子。成骨因子COLL-I、OPN、OCN都是與成骨礦化密切相關(guān)的因子。COLL-I是骨組織的主要結(jié)構(gòu)蛋白,在誘導(dǎo)骨形成中起作用。OPN是成骨細(xì)胞分化的重要標(biāo)志,OCN是骨形成的關(guān)鍵因素,是成骨細(xì)胞成骨的唯一特異化決定因素,其基因調(diào)節(jié)需在膠原合成的基礎(chǔ)上進(jìn)行,這些因子都與成骨細(xì)胞分化密切相關(guān)。本研究采用一步微弧氧化法在Ti6Al4V表面生成生物膜層,通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)評價生物相容性、同時觀察ALP、SP7、COLL-I、OPN、OCN等因子的表達(dá)情況,對膜層的生物活性進(jìn)行初步評價。實(shí)驗(yàn)方法:1.在本研究中,我們采用一步法微弧氧化技術(shù),在Ti6Al4V表面生成含有羥基磷灰石的生物膜層。2.通過掃描電鏡檢測材料的表面形貌、X射線衍射儀對表面進(jìn)行晶相分析。3.微弧氧化改建后的表面材料提取浸提液與成骨細(xì)胞共同培養(yǎng),CCK-8實(shí)驗(yàn)測定材料的細(xì)胞毒性。4.實(shí)驗(yàn)組是通過微弧氧化處理的Ti6Al4V,對照兩組分別為未處理的Ti6Al4V和噴砂酸蝕處理的Ti6Al4V。三組分別與成骨細(xì)胞共同培養(yǎng),分別測定細(xì)胞增殖、ALP活性以及Real-Time PCR法測定SP7、COLL-I、OPN、OCN的m RNA相對表達(dá)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:1.表面特征:材料表面呈火山口樣結(jié)構(gòu),膜層表面有一定數(shù)量的陶瓷燒結(jié)顆粒,這些陶瓷小顆粒主要分布在膜層的小孔內(nèi)壁上,其中羥基磷灰石是主要成分。2.微弧氧化改建后的表面細(xì)胞毒性分級為0級,表示對細(xì)胞生長無毒性。3.三組材料的細(xì)胞增殖結(jié)果表明經(jīng)微弧氧化處理的Ti6Al4V的細(xì)胞增殖率高于其他兩組,而未處理的Ti6Al4V表面細(xì)胞增殖表現(xiàn)較差;三組材料表面細(xì)胞內(nèi)的ALP結(jié)果表明經(jīng)微弧氧化處理的Ti6Al4V細(xì)胞內(nèi)ALP活性明顯高于其他兩組,未處理的Ti6Al4V表面細(xì)胞內(nèi)ALP的活性較差;RT-PCR結(jié)果表明經(jīng)微弧氧化處理的Ti6Al4V表面細(xì)胞的SP7、COLL-I、OPN、OCN的m RNA相對表達(dá)均高于其他兩組,而未處理的表面m RNA相對表達(dá)量較小。結(jié)論:1.本研究采用一步微弧氧化法在Ti6Al4V表面直接生成多孔的生物陶瓷膜,膜層表面為火山口樣形貌,主要成份為羥基磷灰石。2.通過微弧氧化法在Ti6Al4V表面生成的陶瓷膜對成骨細(xì)胞的生長無毒性作用,符合GB/T 16886.12-2005標(biāo)準(zhǔn),有良好的生物相容性。3.與未處理的Ti6Al4V、噴砂酸蝕的Ti6Al4V表面相比,微弧氧化處理的Ti6Al4V表面更有利于細(xì)胞的黏附、增殖。三種表面的ALP活性檢測、Real-Time PCR檢測四種成骨相關(guān)基因SP7、COLL-I、OPN、OCN的結(jié)果提示,通過微弧氧化法在Ti6Al4V表面生成的膜層對成骨細(xì)胞分化較好,有相對較好的生物活性。
[Abstract]:In this study , we used one - step micro - arc oxidation to study the biological activity of osteoblasts . The results were as follows : 1 . Surface features : The surface of the material has a crater - like structure , and the surface of the membrane layer has a certain quantity of ceramic sintered particles . The results of the experiment show that the activity of ALP in the surface cells of Al4V treated by micro - arc oxidation is higher than that of the other two groups .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R783.1

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本文編號：1747950