纯钛表面塑性变形纳米化对MC3T3细胞生物学行为的影响.pdf

复旦大学医学院2006级硕士研究生学位论文纯钛表面塑性变形纳米化对MC3T3细胞生物学行为的影响摘要【目的】对医用生物材料进行表面形貌修饰可提高材料的生物相容性。目前钛(Titanium,xi)是最理想的口腔种植材料,具有优良的理化性质和机械性能,但其骨整合速度与质量仍然不尽人意。探寻有效的钛表面修饰方法,进一步提高纯钛种植体的生物相容性是当前研究的热点之一。本研究目的是在应用严重塑性变形(SeverePlasticDeformation,SPD)表面纳米化技术,使纯钛表面产生纳米化结构并观察其对细胞生物学行为的影响,从而为塑性变形纳米化新材料的临床应用提供实验基础和理论依据。【材料和方法】将大小为10x10xl1/11113规格的12块医用纯钛板分为2组,设未处理纯钛板为对照组(number=--6),塑性变形纳米化纯钛板为实验组(number=6)。,在一定条件下对实验组纯钛板进行塑性变形纳米化处理60min,得到6块塑性变形纳米化纯钛板。应用激光共聚焦显微镜观测塑性变形纳米化材料表面形貌特征。以小鼠成骨细胞株MC3T3细胞为对象,应用扫描电子显微镜观察MC3T3细胞在材料表面的黏附形态;荧光显微镜检测细胞黏附的数目;流式细胞仪检测细胞周期分布;激光共聚焦扫描显微镜观察和检测细胞骨架肌动蛋白在不同时段的分布特点;RT-PCR法检测Dl整合素和骨桥蛋白的mRNA水平。。【结果】医用纯钛板在钢球弹丸直径8mill、振动频率50Hz、真空和室温条件下处理60min,得到实验所用纳米化纯钛板材料。激光共聚焦显微镜显示塑性变形纳米化纯钛表面出现致密且不在一个层面的陷窝,形成特殊的孔隙状纳米结构;扫描电子显微镜下观察表明,塑性变形纳米化纯钛板的表面结构可以促进MC3T3细胞更好的伸展,体积明显增大,呈扁平的多角形;荧光显微镜显示,实验组纯钛板表面细胞黏附能力优于对照组纯钛板表面俨<);流式细胞仪结果显示纯钛板表面纳米化结构对细胞周期分布无明显影响;激光共聚焦扫描显微镜下观察发现,纯钛板表面纳米化结构能促进细胞骨架肌动蛋白纤维充分铺展;实验组材料表面细胞的B1整合素表达高于对照组(P<),实验组细胞的骨桥蛋白表达与对照组无明显差异(P>)。【结论】纯钛板表面通过严重塑性变形技术可以形成特殊的孔隙状纳米结构;此类表面结构能明显促进成骨细胞的黏附和铺展,产生这些表现的机制可能与促进Bl整合素表达有关。本研究说明纯钛板表面通过塑性变形技术处理后所获得的结构能提高钛表面的生物相容性,该技术有希望成为一种新的纯钛表面活性化处理技术。关键词:钛,表面纳米结构,塑性变形,生物相容性,细胞骨架,细胞黏附复旦大学医学院2006级硕士研究生学位论文THEEFFECTSOFNANOSTRUCTUREDTITANIUMFABRICATEDVIASURFACEPLASTICDEFORMATIoNONBIOLoGICALBEHAVIOUROFMC3T3CELLSAbstract[Ohiective],chemicalandmechanicalproperty,.[MaterialsandMethods]MedicalTisheets(10×10X11111"13),