RGD肽构建种植材料中表面生物活性过渡层的应用基础研究

发布时间：2020-06-19 20:37

【摘要】： 口腔种植技术的应用为义齿修复学带来巨大的变革，其发展水平已经成为社会医疗水准乃至现代化程度的标志之一。当代生物技术，材料科学、生命科学、人体科学、和口腔医学的交织正促使传统口腔种植材料向生物活性种植材料过渡。以往，生物相容性的标准往往局限于惰性、无毒等生物安全原则上。随着认识提高和技术手段进步，新的生物相容性观念则强调材料的生物功能性原则，要求植人体内的材料不仅不会给机体带来损害，还能在应用过程中主动激发宿主恰当的应答反应，并按照预先的设计与组织实现理想的结合。在口腔种植技术临床实践中，仍然存在一些问题亟待解决和克服。这些问题给医患双方都带来极大的不便，同时也严重地制约着种植术的广泛开展。分析这些问题的产生原因，很大程度是由于种植体与组织的结合仍不够完善。种植体与骨组织结合的减弱和丧失仍旧是绝大多数种植失败的最终原因。因此，如何进一步改进种植体与骨组织的结合，提高结合强度仍然是摆在我们面前的一个重要课题。解决这一难题，必须从种植材料入手，不断地提高其生物相容性和生物活性。将促进成骨细胞附着和功能表达的活性因子预先固定在材料表面，对表面生物反应进行有效控制，这样就可以对种植体-骨组织结合界面进行特异性调控，提高材料的生物活性。本研究基于细胞粘附生物学的最新研究成果，采用现代化学和表面工程技术将粘附肽RGD通过共价键固定在实验材料表面，构建种植体生物活性过渡层的实验模型，通过体外培养小鼠成骨细胞，评价这种活性过渡层的细胞生物学效应。本研究包括三个主要部分 1．材料表面固定RGD肽及表面化学分析采用自组装单层分子技术将RGD肽固定在实验试件表面。检测反应前后材料表面接触角的变化，计算相应的表面能。应用X射线光电子能谱鉴定材料表面的化学成份、元素比例、元素的化学环境、以及肽分子与一材料表面的结合方式。使用反射纳D椰析技术检测材料表面的功能基团。结果显示：材料表面固定 RGD后，两种介质的接鹏均升高，表面能下降，颖明显的憎水敝。天柑料表面乙 N、O、S元素的刀用分折显示肽分子主要通过共价键与表面结合，各元素的比例以及相应的价态与理论值基本相符，说明 RGD在材料表面仍然保有原来的成分和构型。红汐光谱分析出现明显的硼 1峰，腴书度证明表面聪酸狐的存在。综合分析表明 RGD在材料表面的排列具有高度的规律性和有序－性。 2．小刷即诚骨细删分离、培养和荧四症采用连续酶消化法进行小鼠头盖骨成骨细胞的分离，反复贴壁法进行细胞纯化，常规条件下进行细胞连续培养。取培养第 2－3代细胞进行细胞表型鉴定。鉴定内容包括：细胞形态的染色观察、碱性磷酸酶的组织化学染色、骨钙素蛋白的间接赃撇色、细胞矿化实验等。结果显示：材料表面细腿典型成骨细胞形态，碱性磷酸酶，骨钙素以及钙盐沉积斑色阳性。说明本实验所采用的小鼠成骨细胞种类单纯、表型典型，具有成骨细胞特点和功能。 3．材料颁固定RGD肽的细胞生物学评价 iRZZ 4照组，观察成骨细胞在RGD表面生长。通过细胞附着实验、细胞铺展实验、细胞增殖实验、细胞活性检验、细胞碱性磷酸酶活性检测、骨钙素 mRNA印迹杂交、以及细胞矿化实验等方法对比分析材料表：面结合 RGD对成骨细胞生物学行为的彤响。结果显示：生物材料表面固定 RGD肽可以显著促进成骨细胞对材料的附着；促进细胞骨架内肌动蛋白和纽蛋白的分布、加速细胞在材料表面的铺展；提高细胞的增殖率。绷材料表面的细顺亡率没有显著差异；在 RGD表面生长的细胞有较高的碱性磷酸酶活性、其骨钙素 dA的表达也比对照组提前 6天，并且表达量明显。RGD表面成骨细胞的矿化过程被明显提前，但矿化量与对照组没有栽u。 ·3－一通过本研究得出以下结论：采用自组装单层肝技术将粘附肽固定于材料表面，摊抛，工艺科学。粘附肽可通过共价键牢固鹏合在材料表面，反应前后分子组成和构型没有本耻的改变，肽分子仍然保存原有的生物活性。分析表明材料表面肽分子的组织分布呈现高度规律性和有序性。这种肽分子排列方式无论对体9塌懈还是体内实际应用都十分有利；本研究建立的小鼠成骨细胞体外实雕型细胞表型典型，可以准确反映实验条件对其生长和功能分化的影响，用于体外细胞实验，结果可信度高；材料表面固定 RGD肽不仅没有细胞毒性，而且可以有效促进成骨细胞在材料表面的附着、铺展和增殖，细胞的砒和功
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：R783.1

【引证文献】