牙科种植技术已经成为牙齿缺失和牙列缺损的重要修复方法，然而种植体-骨结合时间长及结合不良所导致的种植体失败仍有发生，快速稳定的骨结合是种植体材料研究的重要目标。以往通过钛种植体表面改性来促进其成骨活性的研究主要关注骨形成细胞的生物学反应，然而随着对种植体植入后组织反应的不断深入研究，目前认为宿主的固有炎症反应，尤其巨噬细胞的M1/M2极化状态和炎性分泌功能会直接影响骨形成细胞的成骨分化及成骨/破骨平衡，是决定种植体预后的关键性调节因素。因此，有必要就种植体表面改性对巨噬细胞极化及炎症功能的影响进行深入研究。本研究采用阳极氧化+UVA/C照射的方法在纯钛表面构建出不同管径的超亲水TiO2纳米管阵列的纳米形貌，以人单核-巨噬细胞作为研究对象，对种植体表面纳米形貌对巨噬细胞炎症相关功能的影响进行了全面的研究，并采用共培养的方法阐明了巨噬细胞通过旁分泌途径对bMSCs的成骨功能的调节作用，最后将钛种植体植入体内以明确不同表面纳米形貌的体内成骨效果。本研究以巨噬细胞为切入点，在种植体材料体外成骨功能的系统研究模型中加入了对宿主炎症反应的考量，使体外模型更加接近体内实际，从而更准确地预测种植体植入后的组织反应，从炎症调控的角度更加全面地指导种植体材料的表面优化设计。第一部分纯钛表面超亲水TiO2纳米管阵列形貌的制备与表征【目的】在纯钛表面构建不同管径的TiO2纳米管阵列形貌，为后续的生物学实验提供研究模型【方法】抛光纯钛试样，采用含0.28%氢氟酸和6%磷酸的电解液分别在5V和20V电压下进行45min阳极氧化并在UVA/C下照射1H，采用场发射扫描电镜观察试样表面形貌，原子力显微镜扫描试样表面轮廓并测量粗糙度，蛋白洗脱法检测试样表面的蛋白吸附能力。【结果】纯钛试样表面经阳极氧化和紫外线照射后形成超亲水的纳米管(NT)状阵列形貌，5V和20V氧化电压下形成的管径分别为30nm（NT5）和80nm（NT20），纳米管阵列的管径越大粗糙度越大，不同形貌的纯钛试样表面的蛋白吸附量没有显著差异。【结论】阳极氧化和紫外线照射能够在纯钛表面形成不同管径的超亲水TiO2纳米管阵列形貌。第二部分纯钛表面TiO2纳米管形貌对人外周血单核-巨噬细胞形态及生存的影响【目的】评价纯钛表面TiO2纳米管形貌对人外周血单核-巨噬细胞黏附行为、形态变化及生存功能的影响。【方法】使用梯度离心法和快速黏附法将人单核细胞从外周血中纯化出来并接种于不同材料表面，采用激光扫描共聚焦显微镜观察细胞的黏附行为，采用场发射扫描电镜观察细胞形态，采用流式细胞术检测细胞的生存和凋亡状态。【结果】单核-巨噬细胞在纳米管形貌表面的发生显著的黏附排斥作用，纳米管管径越小排斥作用越明显；小管径纳米管形貌NT5诱导巨噬细胞呈盘状铺展而大管径纳米管形貌NT20促进巨噬细胞两极化伸长；不同纳米形貌表面的巨噬细胞生存/凋亡状态没有明显差异。【结论】纳米管形貌可促进单核-巨噬细胞从材料表面脱落，并根据纳米管管径不同诱导不同的细胞骨架伸展形态，材料表面纳米形貌不会诱导细胞凋亡。第三部分纯钛表面TiO2纳米管形貌对人外周血单核-巨噬细胞M1/M2极化的影响【目的】检测钛试样不同的表面纳米形貌对单核-巨噬细胞极化状态及炎性分泌功能的影响，明确从材料表面脱落的巨噬细胞是否仍具有炎性分泌功能。【方法】将新鲜分离纯化的单核-巨噬细胞接种于材料表面，采用流式细胞术检测巨噬细胞膜表面及细胞内的M1/M2极化标志性分子的表达水平；采用ELISA方法测定巨噬细胞培养上清中炎症相关因子的分泌水平；采用实时定量PCR方法分别检测材料表面黏附/脱落的巨噬细胞炎性因子的基因表达水平。【结果】NT5形貌促进巨噬细胞向抑炎性的M2型极化，抑制炎性因子分泌并提高生长因子的分泌水平，大管径纳米管形貌促进巨噬细胞发生炎性M1型极化，促进炎性因子的分泌，巨噬细胞的极化是由材料表面形貌直接诱导而非巨噬细胞自分泌的结果；材料表面黏附的巨噬细胞具有活跃的IL-1β、IL-6和IL-8的基因表达，而材料表面脱落的巨噬细胞则会丧失炎性因子的合成功能。【结论】纯钛种植体材料通过表面形貌直接调控单核-巨噬细胞的极化方向和炎性因子分泌，从材料表面脱落的巨噬细胞会丧失炎症分泌功能。第四部分纯钛表面TiO2纳米管形貌通过诱导巨噬细胞极化影响宿主种植体-骨结合的体内/外研究【目的】检测不同表面形貌诱导的巨噬细胞分泌产物对bMSCs成骨分化功能的影响及bMSCs在巨噬细胞分泌产物作用下对巨噬细胞破骨分化的反馈性调节，对不同形貌钛种植体的体内炎症和成骨功能进行组织学观察分析。【方法】建立条件培养基共培养模型，将原代培养的人bMSCs接种于Transwell小室、培养板及不同形貌试样表面，观察巨噬细胞分泌产物对bMSCs的归巢迁移、增殖功能及成骨分化的影响；检测不同材料表面的bMSCs在巨噬细胞分泌产物的作用下通过合成释放OPG/RANKL及M-CSF对巨噬细胞破骨分化的调节作用；对种植体植入后的种植体周围的炎症反应和骨形成进行组织学染色（HE染色、免疫荧光染色、VG染色）观察及半定量分析。【结果】不同管径的纳米管形貌诱导的巨噬细胞分泌产物均可促进bMSCs的归巢、增殖及成骨分化功能，且不同管径之间没有明显差别；bMSCs在NT5形貌诱导的巨噬细胞分泌产物刺激下抑制巨噬细胞的破骨分化，而在NT20形貌诱导的巨噬细胞分泌产物刺激下促进巨噬细胞的破骨分化；NT5形貌种植体的体内炎症细胞浸润程度较低且具有最好的成骨能力，而NT20形貌种植体的体内炎症浸润程度较高，其成骨作用受到炎症反应的影响而降低。【结论】不同材料表面的巨噬细胞和bMSCs通过旁分泌途径的相互功能调节在种植体的骨结合过程发挥至关重要的影响。