钛合金表面含氟聚合物薄膜的细胞相容性研究

发布时间：2017-04-28 20:09

  本文关键词：钛合金表面含氟聚合物薄膜的细胞相容性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以Ti-6A1-4V为主的钛合金因具有良好的理化性能、机械加工性能和生物相容性等,作为外科植入材料而广泛应用于临床。研究表明,目前临床上广泛应用的Ti-6A1-4V合金表面自发形成的TiO2钝化膜虽在正常条件下具有较好的耐腐蚀性,但在人体体液复杂环境中Ti02薄膜稳定性差,可能会被溶解甚至剥脱,导致钛合金中的有毒元素A1、V的析出,诱发机体毒性、炎症、血栓等不良反应：而且因Ti-6Al-4V合金不具有生物活性,植入人体后不能与周围骨组织形成良好的骨整合,对骨组织愈合无明显的促进作用。因此,对Ti-6Al-4V合金进行表面改性以提高其耐腐蚀性及生物活性具有重要的意义。 本研究采用课题组自行合成的含氟聚合物材料,即4-乙烯基苯并环丁烯和2,3,4,5,6-五氟苯乙烯无规共聚物(P(PFSt-r-4-VBCB)),通过旋涂、热交联的方法在Ti-6A1-4V合金表面制备含氟聚合物薄膜,为牙科植入材料Ti-6A1-4V合金提供有效保护并提高其与成骨细胞相容性。本研究考察了Ti-6A1-4V合金表面制备含氟聚合物薄膜前、后在模拟人体体液(SBF)、人工唾液(AS)、生理盐水(0.9%NaCl)中的耐腐蚀性；并通过体外细胞实验评价改性后Ti-6Al-4V合金的细胞毒性；对比评价改性前、后Ti-6A1-4V合金对成骨细胞的黏附、增殖、分化以及细胞周期的影响；通过荧光显微镜和电子显微镜观察改性前、后Ti-6Al-4V合金表面成骨细胞黏附及细胞形态的变化情况。 本研究结果表明： 1)电化学腐蚀结果显示,在SBF、AS、0.9%NaCl中表面制备有含氟聚合物薄膜的Ti-6A1-4V合金腐蚀电流密度明显低于未改性的Ti-6A1-4V合金。 2)体外细胞毒性实验结果表明,细胞接种后第2、4天,表面制备有含氟聚合物薄膜的Ti-6A1-4V合金细胞相对增殖率(RGR)值高于100%,细胞毒性评级为0级。 3)体外培养成骨细胞实验结果表明,含氟聚合物薄膜能促进成骨细胞从Go/G1期向S期转化,从而促进细胞DNA合成及细胞增殖；并促进碱性磷酸酶(ALP)的分泌和骨钙素(BGP)的合成。 因此,含氟聚合物薄膜可对Ti-6Al-4V合金基底提供有效的保护,并且提高了Ti-6A1-4V合金与成骨细胞的相容性,表明其对Ti-6Al-4V合金表面改性在生物医学方面具有潜在的应用价值。
【关键词】：细胞相容性 耐腐蚀性 含氟聚合物薄膜 Ti-6Al-4V合金
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 生物医用金属材料10-11
• 1.1.1 钛及钛合金材料10-11
• 1.1.2 钛及钛合金植入材料面临的问题11
• 1.2 钛合金的表面改性11-13
• 1.2.1 阳极氧化11
• 1.2.2 等离子喷涂11-12
• 1.2.3 喷砂加酸蚀12
• 1.2.4 离子注入12
• 1.2.5 生物活性物质表面修饰12-13
• 1.3 医用高分子材料13
• 1.3.1 医用高分子材料的分类13
• 1.3.2 医用高分子材料的发展方向13
• 1.4 植入体生物相容性评价13-14
• 1.4.1 生物相容性概念及意义13-14
• 1.4.2 生物相容性评价方法14
• 1.5 选题依据和研究思路14-16
• 第二章 钛合金表面含氟聚合物薄膜的制备及表征16-22
• 2.1 材料与方法16-18
• 2.1.1 材料、试剂与仪器16-17
• 2.1.2 含氟聚合物溶液的配制17
• 2.1.3 钛合金表面含氟聚合物薄膜的制备17
• 2.1.4 含氟聚合物薄膜的表征17-18
• 2.2 结果与讨论18-21
• 2.2.1 含氟聚合物薄膜表面化学组成分析18
• 2.2.2 含氟聚合物薄膜表面润湿性分析18-19
• 2.2.3 含氟聚合物薄膜厚度19-20
• 2.2.4 含氟聚合物薄膜表面形貌分析20-21
• 2.3 小结21-22
• 第三章 钛合金表面含氟聚合物薄膜的耐腐蚀性及细胞毒性研究22-30
• 3.1 材料与方法22-24
• 3.1.1 材料、试剂及仪器22-23
• 3.1.2 电化学腐蚀研究23-24
• 3.1.3 L929细胞培养24
• 3.1.4 细胞毒性实验24
• 3.1.5 统计学分析24
• 3.2 结果与讨论24-29
• 3.2.1 含氟聚合物薄膜的耐腐蚀性25-27
• 3.2.2 MTT比色实验27-28
• 3.2.3 L929细胞与材料共培养的形态学观察28-29
• 3.3 小结29-30
• 第四章 含氟聚合物薄膜对成骨细胞的生物学性能影响30-40
• 4.1 材料和方法30-33
• 4.1.1 材料、试剂及仪器30-31
• 4.1.2 成骨细胞的培养31
• 4.1.3 成骨细胞增殖检测31
• 4.1.4 成骨细胞黏附与形态观察31-32
• 4.1.5 细胞周期分析32
• 4.1.6 酶联免疫法检测碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(BGP)32-33
• 4.1.7 统计学分析33
• 4.2 结果与讨论33-39
• 4.2.1 成骨细胞的培养33-34
• 4.2.2 材料对成骨细胞的增殖影响34-35
• 4.2.3 成骨细胞黏附与形态观察35-36
• 4.2.4 含氟聚合物薄膜对成骨细胞周期的影响36-37
• 4.2.5 材料对成骨细胞分化及钙化的影响37-39
• 4.3 小结39-40
• 第五章 全文总结40-41
• 参考文献41-45
• 综述45-51
• 参考文献49-51
• 攻读硕士学位期间发表的论文51-52
• 致谢52

【参考文献】

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本文编号：333467