采用先微弧氧化,再沉積羥基磷灰石的方法,對鈦表面進行修飾。研究不同羥基磷灰石濃度、水熱溫度、水熱時間、及冷卻時間四種工藝條件下,鈦表面形貌特征的變化。掃描電鏡結(jié)果顯示,在羥基磷灰石濃度為27.5 g/L、水熱8 h,水熱溫度180°C情況下,鈦金屬表面羥基磷灰石均勻沉積;冷卻時間延長,鈦金屬表面羥基磷灰石膜層增厚,粗糙度下降。將人永生化角質(zhì)形成細胞(HACAT)接種于鈦金屬表面,采用F-actin染色及CCK-8檢測觀察細胞形態(tài)及增殖能力。共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)HACAT細胞在修飾后鈦片表面增殖較快;CCK-8檢測表明早期黏附于修飾后鈦片表面的細胞較多(P0.05)。該方法可提高醫(yī)用鈦金屬表面活性,增強其與組織的結(jié)合能力。
【部分圖文】：

n，加入100nM鬼筆環(huán)肽染液避光染色30min，清洗30s，再加入Hoechst33258染液，染色5min，清洗3次。激光共聚焦顯微鏡觀察表面細胞生長情況。1．2．3細胞增殖狀態(tài)檢測分別于24h、72h加入適量10%PBS沖洗鈦片，再加入1mL培養(yǎng)基和100μLCCK-8溶液，孵育2h后，分別吸出100μL液體于酶標儀450nm讀取OD值(n=4)。2結(jié)果與討論2．1水熱法納米羥基磷灰石沉積工藝研究在四種羥基磷灰石溶液濃度:12．5，20．0，27．5，35．0g/L，水熱處理溫度設定為180℃，水熱處理時間為8h，冷卻時間為8h時，鈦金屬表面羥基磷灰石覆蓋量不同，如圖1。當濃度為12．5g/L時，只有少量球狀羥基磷灰石晶體分散附著于鈦片表面;但當濃度到20．0g/L時，鈦片表面被球狀的羥基磷灰石晶體覆蓋，可以觀察到晶體的顆粒較大，分布較均勻;濃度為27．5g/L時，鈦片表面被小球狀的羥基磷灰石均勻的覆蓋;濃度達到35．0g/L時，鈦片的表面已經(jīng)形成了較為厚實的膜層，孔密度下降，孔徑變小，粗糙度降低。EricaPalin等研究發(fā)現(xiàn)金屬表面納米結(jié)構(gòu)的粗糙度和黏附蛋白的大小及細胞膜表面受體結(jié)合直接相關(guān)，它在促進成骨細胞分化及組織再生方面發(fā)揮重要作用［14］�？梢�，在羥基磷灰石濃度為27．5g/L時沉積效果最好。在27．5g/L濃度的羥基磷灰石溶液，水熱處理時間為8h，冷卻時間為8h，分別在140，160，180，200℃下對試樣進行恒溫水熱處理時，140℃反應后鈦片表面基本上沒有羥基磷灰石的沉積，如圖2A。當溫度為160℃時，鈦片表面可以觀察到分布較為均勻的顆粒狀沉積，但是還未鋪滿整個鈦片表面。當溫度達到180℃的時候，羥基磷灰石顆粒已經(jīng)遍布整個鈦片。而當水熱處理溫度達到200℃時，沉積的顆粒集聚成團，分散性差，鈦片的表面部分裸露。故水熱處理溫度宜在180℃。在27．5g/L濃度的?

小球狀的羥基磷灰石均勻的覆蓋;濃度達到35．0g/L時，鈦片的表面已經(jīng)形成了較為厚實的膜層，孔密度下降，孔徑變小，粗糙度降低。EricaPalin等研究發(fā)現(xiàn)金屬表面納米結(jié)構(gòu)的粗糙度和黏附蛋白的大小及細胞膜表面受體結(jié)合直接相關(guān)，它在促進成骨細胞分化及組織再生方面發(fā)揮重要作用［14］�？梢姡诹u基磷灰石濃度為27．5g/L時沉積效果最好。在27．5g/L濃度的羥基磷灰石溶液，水熱處理時間為8h，冷卻時間為8h，分別在140，160，180，200℃下對試樣進行恒溫水熱處理時，140℃反應后鈦片表面基本上沒有羥基磷灰石的沉積，如圖2A。當溫度為160℃時，鈦片表面可以觀察到分布較為均勻的顆粒狀沉積，但是還未鋪滿整個鈦片表面。當溫度達到180℃的時候，羥基磷灰石顆粒已經(jīng)遍布整個鈦片。而當水熱處理溫度達到200℃時，沉積的顆粒集聚成團，分散性差，鈦片的表面部分裸露。故水熱處理溫度宜在180℃。在27．5g/L濃度的羥基磷灰石溶液，水熱處理溫度為180℃，對試樣進行水熱處理，水熱處理時間分別為1，4，8，11h，冷卻時間為8h時，不同時間鈦片表面羥基磷灰石的覆蓋量不同，圖1不同羥基磷灰石濃度對鈦片表面形貌影響圖2水熱溫度對羥基磷灰石沉積影響如圖3。處理1h時，膜層表面沒有羥基磷灰石生成;處理4h時，可以看到有少量球狀晶體生成;處理時間達到8h時，可見球狀晶體已經(jīng)鋪滿整個鈦片的表面，且分布較為均勻，有一些顆粒較大的晶體附著在涂層表面。當處理時間達到11h，羥基磷灰石的膜層近于平整，但涂層較厚，粗糙度下降。在27．5g/L濃度的羥基磷灰石溶液，水熱處理溫度為180℃，對試樣進行水熱處理，水熱處理時間為8h，冷卻時間分別為2，5，8，11h。當冷卻時間小于5h時，鈦片表面基本上沒有晶體產(chǎn)生，如圖4。這是由于冷卻時間較短時，反應釜?

70圖3水熱時間對羥基磷灰石沉積影響圖4冷卻時間對羥基磷灰石沉積影響Demetrescu等采用電化學陽極氧化法在室溫，20V恒定電壓條件下，處理鈦金屬2h后獲取鈦表面納米微孔結(jié)構(gòu)，并比較其與自然形成鈦氧化膜對細胞功能的影響。實驗表明陽極氧化法處理的鈦金屬表面更有利于細胞黏附增殖，抗腐蝕性更好［6］。Khang等研究納米孔徑、亞微米孔徑及平滑鈦金屬表面對成骨細胞及血管內(nèi)皮細胞黏附能力表明，納米級及亞微米級孔徑可增加鈦金屬表面能，從而促進細胞黏附［15］。這與我們的研究結(jié)果相一致。圖5c圖為微弧氧化-水熱法沉積羥基磷灰石后形貌觀，可見納米羥基磷灰石顆粒沉積于材料表面，并且均勻分布在微孔周圍，增加了表面粗糙度和生物傳導性。2．3細胞在修飾后鈦金屬表面的生長圖6中，HACAT細胞分別培養(yǎng)1，3d后在材料表面增殖狀態(tài)及形態(tài)變化。HACAT細胞在處理、未處理鈦片表面形貌結(jié)構(gòu)正常，細胞呈多邊形，在1d時呈集落狀生長。未處理鈦片組表面細胞數(shù)目明顯少于微弧氧化-水熱法處理鈦片組。3d時可見細胞大片鋪滿整個鈦片，未處理組細胞數(shù)目仍然少于處理組。經(jīng)微弧氧化-水熱法處理鈦片組表面黏附細胞高于未處理組(P＜0．01)，處理組和未處理組鈦片表面細胞數(shù)目有統(tǒng)計學差異�？蓤D5未處理組、微弧氧化處理組和微弧氧化-羥基磷灰石沉積表面形貌觀察見處理后鈦片表面多孔結(jié)構(gòu)有利于細胞黏附增殖。圖6激光共聚焦顯微鏡觀察細胞骨架染色及CCK8檢測細胞增殖(n=4)3結(jié)論研究表明，在羥基磷灰石濃度為27．5g/L、水熱處理8h，水
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本文編號：2860292