纯钛表面加载RGD多肽的体外实验研究

发布时间：2017-02-14 13:19

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《安徽医科大学》 2015年

纯钛表面加载RGD多肽的体外实验研究

徐基亮  

【摘要】：目的钛种植体与骨界面之间形成的骨结合,是种植修复成功的关键。本研究拟先在纯钛表面采用两步阳极氧化法形成双层蜂窝状Ti O2纳米管,然后用聚多巴胺处理纳米管表面,同时向外接枝偶联RGD多肽,构建Ti O2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽生物活性层,体外评价该活性层对小鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)的黏附、增殖和分化的影响,以期为钛种植体表面生物改性提供新的思路。材料与方法1,钛片预处理及制备Ti O2纳米管:厚度0.25 mm的纯钛箔片加工成直径为12 mm的钛片,金相砂纸(800目到7000目)逐级打磨抛光至镜面状,丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗20min,氮气流中吹干。继而将上述钛片放入盛有88 mmol/L氟化铵的乙二醇电解液中,钛片作阳极,石墨作阴极,分两步阳极氧化:第一步先在60伏电压下通电2.5小时,取出钛片放入去离子水中,超声震荡去除钛片表面阳极化形成的氧化膜;第二步改在12伏电压下通电40分钟,取出钛片,去离子水中超声清洗至溶液澄清,氮气流中吹干,备用。2,多巴胺修饰及加载RGD多肽:电化学修饰后的钛片,浸泡于50ml、2mg/ml多巴胺溶液中12小时,避光,保持周围气流通畅。取出修饰后的钛片,去离子水中反复冲洗去除表面未聚合残余的多巴胺,室温下自然晾干。将上述钛片再浸泡于30ml、200mg/ml RGD多肽溶液中,37℃恒温摇床上12小时,取出处理后的钛片,去离子水中反复冲洗去除表面未结合牢固残余的多肽,室温下自然晾干。3,实验分组:打磨抛光的钛片作为光滑组,阳极氧化处理的钛片作为Ti O2纳米管组,在Ti O2纳米管基础上多巴胺浸泡修饰的钛片作为多巴胺组,通过多巴胺接枝偶联RGD多肽的钛片作为RGD多肽组。4,表面形貌和元素组成检测:采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)对各组钛片进行表面形貌和元素组成分析。5,体外细胞学评价:体外将修饰后钛试件与小鼠骨髓基质干细胞共培养,评价Ti O2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽活性层对BMSCs的黏附、增殖和分化的影响。结果1,FESEM显示,光滑组表面比较粗糙,有清晰可见的的划痕;Ti O2纳米管组表面为蜂窝状多孔的Ti O2纳米管,外管为六边形,内、外管直径分别在约20、160nm;多巴胺组表面纳米管管径部分变窄或被封闭;RGD多肽组表面可见散落颗粒状的RGD多肽,部分进入纳米管中。2,细胞粘附:光滑组细胞生长一般,胖梭形,铺展较局限。Ti O2纳米管组细胞铺展较开,但是细胞之间的触角较少。多巴胺组和RGD多肽组细胞生长铺展良好,细梭形,细胞伸出的触角较多,且RGD多肽组细胞之间接触比多巴胺组更多。3,细胞增殖:4组在第1天增值活力有增加的趋势,但差异无统计学意义。与光滑组比较,Ti O2纳米管组,多巴胺组,RGD多肽组在第3天和第5天增殖活力增加差异有统计学意义(P?0.05);与Ti O2纳米管组、多巴胺组分别比较,RGD多肽组在第3天和第5天增殖活力增加差异有统计学意义(P?0.05)。4,细胞分化:4组在第3天和第5天AKP活力有增加的趋势,但差异无统计学意义。第7天时,与光滑组比较,Ti O2纳米管组,多巴胺组和RGD多肽组AKP活力增加差异有统计学意义(P?0.05);与Ti O2纳米管组和多巴胺组分别比较,RGD多肽组AKP活力增加差异有统计学意义(P?0.05)。结论在纯钛表面能构建出Ti O2纳米管-聚多巴胺-RGD多肽生物活性层,在体外细胞培养中该活性层能促进细胞的黏附、增殖和分化,表现出良好的生物相容性,这种钛表面功能化修饰法可望用于改善钛种植体表面生物活性,可望提高骨结合,但尚需动物实验进一步验证。

【关键词】：
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R783.1
【目录】：

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