Ag2O納米顆粒負(fù)載SrTiO3納米管陣列的抗菌、成骨和成血管活性.pdf

1、生物醫(yī)用鈦（Ti）及鈦合金由于具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐腐蝕性和生物相容性等已被廣泛用作骨科植入體，但植入后仍存在松動和感染兩種并發(fā)癥。本課題先采用磁控濺射在純Ti表面制備出鈦銀（TiAg）薄膜，然后對TiAg薄膜陽極氧化制備出Ag2O負(fù)載的TiO2納米管陣列（表示為NT-Ag）,再對NT-Ag在Sr(OH)2溶液中水熱處理制備出含Sr的NT-Ag（表示為NT-Sr-Ag）。表征和分析各組試樣的形貌、成分、微觀結(jié)構(gòu)特征和離子釋放行為，并綜合

2、評估了它們的體外長效抗菌、成骨和成血管活性。研究結(jié)果如下：
　　（1）NT-Ag中Ag以Ag2O納米顆粒的形式均勻的鑲嵌在非晶態(tài)TiO2納米管壁上，對其進(jìn)行水熱處理制備出NT-Sr-Ag后，其納米管形貌得到完好保留。由于Sr的引入，納米管的管壁會隨水熱時(shí)間（1-5 h）的延長而變厚，管壁中的非晶態(tài)TiO2逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎浇Y(jié)構(gòu)的SrTiO3，一部分Ag2O納米顆粒得到完好保留而另一部分則在水熱過程中溶解。
　　（2）所有NT-A

3、g和NT-Sr-Ag試樣都能長期有效且安全地釋放Ag+和Sr2+，且初期的釋放量大而快，隨后趨于穩(wěn)定。10天后，各組試樣釋放的Ag+量無明顯差異。NT-2Sr-Ag和NT-3Sr-Ag（水熱時(shí)間分別為2和3 h）相較于NT-1Sr-Ag和NT-5Sr-Ag（水熱時(shí)間分別為1和5 h）能釋放更多Sr2+。
　　（3）由于Ag+的緩慢且有效釋放，NT-Sr-Ag和NT-Ag都擁有優(yōu)異的抗菌性能。
　?。?）TiO2納米管中Sr和

4、Ag的引入未產(chǎn)生細(xì)胞毒性，且對成骨細(xì)胞的粘附、鋪展和增殖無顯著影響。
　?。?）相較于純Ti試樣，TiO2納米管獨(dú)特的納米管狀結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌 I型膠原蛋白。NT-Sr-Ag能提高成骨細(xì)胞堿性磷酸酶（ALP）的活性和細(xì)胞外基質(zhì)的礦化水平，一方面是由于Sr對骨生成的正向調(diào)節(jié)作用，另一方面的促進(jìn)作用可能來自Sr對成骨細(xì)胞作用所分泌的血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），其中Sr2+釋放量最大的NT-2Sr-Ag和NT-3Sr-Ag擁有

5、最好的成骨活性。
　?。?）提取在試樣表面培養(yǎng)成骨細(xì)胞的條件培養(yǎng)基進(jìn)行內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)NT-Sr-Ag相較于純Ti和不含Sr的TiO2納米管能顯著促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞合成NO，且具有更好的成血管活性。分析認(rèn)為，上述結(jié)果是由于NT-Sr-Ag中Sr2+的釋放可促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌VEGF，而VEGF可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和NO的合成，進(jìn)而促進(jìn)血管生成。其中，Sr2+釋放量最多，也即VEGF分泌量最大的兩組試樣（NT-2Sr-Ag和NT-3Sr-