鈦合金表面仿生多層結(jié)構(gòu)對(duì)成骨細(xì)胞分化的影響
本文關(guān)鍵詞:鈦合金表面仿生多層結(jié)構(gòu)對(duì)成骨細(xì)胞分化的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:由于具有良好的力學(xué)性能,鈦及其鈦合金被廣泛用作臨床骨科、口腔科植入體。然而,鈦及鈦合金表面生物惰性,植入宿主體內(nèi)后,與周邊骨組織的結(jié)合方式為惰性結(jié)合,植入體與骨組織間缺乏良好的整合性,嚴(yán)重影響植入體的長期使用壽命。 本研究受自然骨有機(jī)/無機(jī)層狀結(jié)構(gòu)啟發(fā),利用旋涂層層組裝技術(shù),以明膠、殼聚糖為聚陰、陽離子,并以羥基磷灰石納米線作為插層材料,在鈦合金(Ti6Al7Nb)表面構(gòu)建了具有生物活性的仿生多層結(jié)構(gòu)。首先,我們合成了羥基磷灰石納米線,并通過TEM、SEM、FTIR、XRD對(duì)其進(jìn)行表征;然后,利用旋涂法在鈦材表面構(gòu)建仿生多層結(jié)構(gòu),以SEM表征薄膜橫截面形貌,結(jié)果表明該薄膜具有明顯的層狀結(jié)構(gòu),同時(shí)接觸角測(cè)量驗(yàn)證了各層膜的成功構(gòu)建;最后,細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該多層結(jié)構(gòu)對(duì)成骨細(xì)胞分化的促進(jìn)作用:培養(yǎng)4天和7天后,接種在層狀膜修飾鈦材表面的成骨細(xì)胞表現(xiàn)出更好的細(xì)胞活性、堿性磷酸酶活性(ALP)(p0.01);細(xì)胞電鏡、免疫熒光染色結(jié)果顯示,層狀膜修飾的鈦材更有利于成骨細(xì)胞粘附和鋪展,,且成骨細(xì)胞在其上表現(xiàn)出更強(qiáng)的遷移能力;培養(yǎng)7天和14天后,與未經(jīng)修飾的鈦材相比,層狀薄膜修飾的鈦材顯著促進(jìn)成骨細(xì)胞礦化(p0.01)。同時(shí)RT-PCR結(jié)果顯示,培養(yǎng)14天后,成骨細(xì)胞在層狀薄膜修飾過后的鈦材表面的骨鈣素(OC)和骨橋蛋白(OPN)的表達(dá)量顯著高于未經(jīng)修飾的鈦材(p0.01),該結(jié)果從轉(zhuǎn)錄水平驗(yàn)證了層狀薄膜有助于促進(jìn)成骨細(xì)胞分化。本論文構(gòu)建的仿生多層結(jié)構(gòu)能有效地提高鈦合金的生物相容性,促進(jìn)成骨細(xì)胞的生物學(xué)功能表達(dá),為提高鈦合金的骨整合性提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:鈦合金 仿生多層結(jié)構(gòu) 層層組裝技術(shù) 成骨細(xì)胞 分化
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R318.08
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 主要縮略詞8-9
- 1 緒論9-18
- 1.1 問題的提出9-10
- 1.2 鈦及其合金表面改性研究現(xiàn)狀10-15
- 1.2.1 鈦材表面微納米結(jié)構(gòu)化10-11
- 1.2.2 鈦材表面生化修飾11-13
- 1.2.3 鈦材表面涂層13-15
- 1.3 層層自組裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
- 1.3.1 層層自組裝技術(shù)的原理15
- 1.3.2 層層自組裝技術(shù)在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用15-16
- 1.4 本文研究目的、意義以及主要內(nèi)容16-17
- 1.4.1 本文研究目的及意義16-17
- 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容17
- 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)17-18
- 2 羥基磷灰石納米線的合成與表征18-24
- 2.1 引言18
- 2.2 實(shí)驗(yàn)材料18-19
- 2.2.1 主要試劑18-19
- 2.2.2 主要設(shè)備19
- 2.3 實(shí)驗(yàn)方法19-21
- 2.3.1 羥基磷灰石納米線的制備19
- 2.3.2 納米線的形貌表征19-20
- 2.3.3 納米線的紅光光譜表征(FTIR)20
- 2.3.4 納米線的 X 射線衍射表征(XRD)20-21
- 2.4 結(jié)果與分析21-23
- 2.4.1 納米線的形貌表征21-22
- 2.4.2 納米線的 FTIR 表征22
- 2.4.3 納米線的 XRD 表征22-23
- 2.5 小結(jié)23-24
- 3 鈦材表面仿生多層薄膜的構(gòu)建及表征24-30
- 3.1 引言24
- 3.2 實(shí)驗(yàn)材料24-25
- 3.2.1 主要試劑24-25
- 3.2.2 主要設(shè)備25
- 3.3 實(shí)驗(yàn)方法25-26
- 3.3.1 鈦材表面多層薄膜的構(gòu)建25
- 3.3.2 鈦材表面多層薄膜的表征25-26
- 3.4 結(jié)果與分析26-29
- 3.4.1 鈦材表面多層薄膜結(jié)構(gòu)表面形貌觀察26-27
- 3.4.2 接觸角實(shí)驗(yàn)27-28
- 3.4.3 鈦材表面多層薄膜結(jié)構(gòu)截面形貌觀察28-29
- 3.4.4 粘附力檢測(cè)29
- 3.5 小結(jié)29-30
- 4 鈦材表面層狀薄膜對(duì)成骨細(xì)胞的促進(jìn)作用30-46
- 4.1 引言30
- 4.2 實(shí)驗(yàn)材料30-32
- 4.2.1 主要試劑30-31
- 4.2.2 主要設(shè)備31-32
- 4.3 實(shí)驗(yàn)方法32-36
- 4.3.1 DMEM 高糖培養(yǎng)基的配置32
- 4.3.2 成骨細(xì)胞原代培養(yǎng)32
- 4.3.3 細(xì)胞活性檢測(cè)(MTT 法)32
- 4.3.4 細(xì)胞內(nèi)總蛋白含量測(cè)定32-33
- 4.3.5 堿性磷酸酶含量測(cè)定(ALP)33
- 4.3.6 細(xì)胞形態(tài)觀察33-34
- 4.3.7 細(xì)胞遷移34
- 4.3.8 細(xì)胞礦化34
- 4.3.9 成骨細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)水平(RT-PCR)34-36
- 4.4 結(jié)果與分析36-44
- 4.4.1 MTT 檢測(cè)36-37
- 4.4.2 細(xì)胞形貌37-38
- 4.4.3 細(xì)胞遷移38-40
- 4.4.4 堿性磷酸酶40-41
- 4.4.5 礦化41-42
- 4.4.6 RT-PCR42-44
- 4.5 小結(jié)44-46
- 5 主要結(jié)論和后續(xù)工作建議46-48
- 5.1 主要結(jié)論46-47
- 5.2 后續(xù)工作建議47-48
- 致謝48-49
- 參考文獻(xiàn)49-57
- 附錄57
- A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文57
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本文編號(hào):381538
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