种植体用钛合金酸蚀加碱热处理后对骨髓间充质干细胞生长的影响

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目的:研究酸蚀加碱热处理后种植体用钛合金(Ti6A14V)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)生长的影响,探讨更有利于骨髓间充质干细胞生长分化的表面处理方法。方法:钛合金表面分组进行表面处理:①用400、800、1200号金相水磨砂纸逐级打磨,并抛光得到打磨抛光(S组);②S组试样经过3.6KPa,距离样本表面3cm,垂直喷射,持续3min条件下大颗粒喷砂,5.80mol/L HCl和8.96mol/L H2 SO4混合液60℃浸泡1小时,得到大颗粒喷砂酸蚀组(SLA组);③S组经10mol/L氢氧化钠溶液60℃水浴24小时,600℃处理1小时,得到碱热组(AH组);④S组试样经过上述酸混合液60℃浸泡1小时后,进行AH组所述碱热处理,得到酸蚀加碱热组(AHH组)。然后对其进行模拟体液(SBF)浸泡实验,取生长旺盛的猪第3代BMSCs分别接种于4组钛片表面,观察细胞的生长形貌,培养3天后,MTT法测定各组钛片表面细胞的增殖活性;第11天,茜素红染色实验观察钙结节染色情况检测细胞的增殖和分化能力。结果:经过表面处理的试样,AAH组表面的粗糙度增加,氧化层致密,可见微孔状表面,边缘圆钝。粗糙度三维图可见,AHH组呈峰高值不规则的粗糙表面。经SBF浸泡实验后,S组表面基本没有沉积物,SLA组有少量沉积物,偶见孔洞,AH组的表面有少量颗粒状的沉积物,颗粒分布较均匀,颗粒之间未形成空间上的相互连接。AAH组的表面己被一层均匀的沉积物覆盖,并且颗粒己形成空间上的相互连接,比较紧凑。能谱分析显示在SBF溶液浸泡后,沉积物含有较高的Ca、P元素。可见AAH组钙磷原子数百分比明显高于其他各组(P<0.05)。MTT法测得光密度值AAH>AH组>SLA组>S组(P<0.05)。AAH组细胞的增殖活性最强,S组活性最低。茜素红染色的结果显示AAH组钙结节数目均高于其他组。结论:酸蚀加碱热处理的钛合金表面同时具有良好的表面形态和生物活性,在模拟体液中浸泡可诱导羟基磷灰石形成,同时能够促进猪骨髓间充质干细胞的增殖和分化能力,有利于骨结合的早期形成。
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