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第一部分表面活性涂层对HA/PA66材料-骨界面成骨的影响目的利用聚多巴胺(polydopamine,PDA)仿生法在羟基磷灰石聚酰胺66(hydroxyapatite/polyamide 66,HA/PA66)材料表面制备PDA和羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层以改变其表面化学组成,研究涂层修饰对材料表面特征以及材料-骨界面成骨的影响。方法利用PDA仿生法在HA/PA66材料表面制备PDA涂层(PDA-HA/PA66组)和HA涂层(HA-PDA-HA/PA66组)。通过X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)检测PDA和HA涂层,并检测涂层修饰后的材料表面化学成分、表面形貌、表面粗糙度、亲水性、粘附强度等特征。将材料与C3H10T1/2细胞共培养,通过CCK8、SEM、激光共聚焦(confocal laser scanning microscopy,CLSM)检测涂层修饰对细胞粘附、扩展及增殖的影响;通过测量碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、茜素红染色及其定量、蛋白质印记分析(western blot,WB)检测成骨分化相关蛋白的表达来研究表面涂层对细胞成骨分化的影响。制作兔股骨髁材料植入动物模型,利用显微CT扫描(micro-computed tomography scanning,micro-CT)以及组织学检测研究涂层修饰对材料骨界面成骨的影响。结果SEM、XPS以及XRD检测结果证实PDA仿生法可成功在HA/PA66材料表面制备出PDA和HA涂层,该涂层可增加材料表面粗糙度、改善材料表面亲水性。HA涂层粘附强度检测发现HA涂层与基底材料结合紧密。体外降解实验提示HA涂层以一种持续缓慢方式释放钙磷离子。CCK8、SEM和CLSM检测结果显示PDA和HA涂层均能够明显促进细胞粘附、扩展和增殖,而HA涂层作用更明显(P<0.05)。ALP活性检测、茜素红染色以及WB检测结果显示PDA和HA涂层均能够促进C3H10T1/2细胞成骨分化,而HA涂层促进作用更强(P<0.05)。兔股骨髁植入实验结果显示HA和PDA涂层均能够促进材料骨界面的成骨,而HA涂层促进成骨的作用更明显(P<0.05)。结论利用PDA仿生法能在HA/PA66材料表面制备PDA和HA涂层,该方法经济实惠、操作简单,适用于复合材料表面活性涂层的制备。PDA和HA涂层修饰不仅能改变材料表面化学组成和表面形貌,还能提高粗糙度和改善亲水性。体内外研究证实PDA和HA涂层均能促进C3H10T1/2细胞的粘附、扩展、增殖和成骨分化,利于材料骨界面的成骨,而HA涂层促进作用更明显。第二部分表面粗糙度对HA/PA66材料-骨界面成骨的影响目的采用不同粒径的氧化铝砂粒对HA/PA66材料进行喷砂处理以改变材料表面粗糙度,研究表面粗糙度对材料表面特征以及材料骨界面成骨的影响。方法利用24#、60#以及180#三种不同粒径的氧化铝砂粒对HA/PA66进行喷砂处理以制备出三种不同粗糙度的表面(S24,S60,S180),并对喷砂处理后的材料表面形貌、表面粗糙度以及亲水性等特征进行检测。将样本材料与C3H10T1/2细胞共培养,通过CCK8和SEM检测喷砂处理对细胞粘附、扩展及增殖的影响;通过测量ALP活性、茜素红染色以及WB检测成骨分化相关蛋白的表达来研究喷砂处理对细胞成骨分化的影响。制作兔股骨髁材料植入动物模型利用micro-CT以及组织学检测研究喷砂处理对材料骨界面成骨的影响。结果SEM检测结果显示喷砂处理后的材料表面变成高低不平,且砂粒直径越大材料表面的沟壑越深。表面粗糙度检测结果进一步证实喷砂所用砂粒直径越大,表面粗糙度越大。接触角检测结果显示喷砂处理均能显著提高材料表面亲水性。SEM检测结果显示喷砂处理后的材料表面均有利于细胞扩展。CCK8检测显示S180和S60均能明显促进细胞粘附和增殖,而S180促进作用更强(P<0.05),但S24与HA/PA66两组间无明显差异(P>0.05)。ALP活性检测、茜素红染色以及WB检测发现喷砂处理均能明显促进C3H10T1/2细胞的成骨分化,而S180明显优于其他两组(P<0.05),但S24和S60两组之间无明显差异(P>0.05)。兔股骨髁植入实验结果显示S180和S60均能促进材料骨界面的成骨,而S180促进成骨的作用更明显(P<0.05),S24仅在8周时具有一定的促成骨作用。结论采用不同粒径的氧化铝砂粒对HA/PA66材料进行喷砂处理能获得不同粗糙度的表面,其中砂粒直径越大材料表面粗糙度越大,喷砂处理均能显著提高材料表面亲水性。体内外研究证实采用180#氧化铝砂粒喷砂处理所获得的表面最有利于C3H10T1/2细胞粘附、扩展、增殖和成骨分化,利于材料骨界面成骨,而随粗糙度增加其促进成骨能力反而降低。第三部分表面微孔对HA/PA66材料-骨界面成骨的影响目的采用激光打孔在HA/PA66表面制备出三种不同直径的表面微孔以改变其表面形貌,研究表面微孔对材料表面特征以及材料骨界面成骨的影响。方法利用激光打孔在HA/PA66材料表面制备出100μm、200μm、400μm三种不同直径的微孔(样本分别简称为P100,P200,P400)。通过SEM检测材料表面形貌,测量接触角来检测材料亲水性。将材料样本与C3H10T1/2细胞共培养,通过CCK8和SEM检测不同直径的微孔对细胞粘附、扩展及增殖的影响;通过测量ALP活性、茜素红染色、WB检测成骨分化相关蛋白的表达来研究不同直径的微孔对细胞成骨分化的影响。制作兔股骨髁材料植入动物模型利用micro-CT以及组织学检测研究不同直径的微孔对材料骨界面成骨的影响。结果SEM检测发现同一材料表面可见大小一致且均匀分布的微孔,且孔径越大,微孔越深。接触角检测证实P100表面亲水性显著改善,而P200和P400表面亲水性明显降低。CCK8检测结果显示P100能够明显促进细胞粘附和增殖(P<0.05),但P200和P400则影响细胞粘附和增殖(P<0.05)。SEM检测结果显示P100更有利于细胞扩展,而P200和P400则影响细胞扩展。ALP活性检测、茜素红染色以及WB检测结果显示P100能够明显促进C3H10T1/2细胞成骨分化(P<0.05),而P200和P400均影响C3H10T1/2细胞成骨分化(P<0.05)。兔股骨髁植入实验结果显示P100能够促进材料骨界面的成骨(P<0.05),而P200和P400则影响材料骨界面的成骨(P<0.05)。结论利用激光打孔可在HA/PA66材料表面制备出孔径大小一致且均匀分布的表面微孔。直径为100μm的微孔可提高材料表面亲水性,而直径为200μm和400μm的微孔则降低亲水性。体内外研究证实微孔直径为100μm的材料表面能促进C3H10T1/2细胞的粘附、扩展、增殖和成骨分化,利于材料骨界面的成骨,而随微孔直径增加反而会影响材料骨界面的成骨。