二氧化鈦納米管陣列加載重組人骨形成蛋白2體外生物活性研究.pdf

1、目的：
　　本實驗利用兩步法陽極氧化技術(shù)在純鈦表面制備雙層二氧化鈦納米管陣列并以此為載體、羰基二咪唑（CDI）為交聯(lián)劑向外接枝偶聯(lián)重組人骨形成蛋白-2（rhBMP-2），構(gòu)建TiO2納米管-CDI-rhBMP-2復合生物活性層；選用小鼠骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）作為種子細胞，與TiO2納米管-CDI-rhBMP-2復合生物活性材料體外共培養(yǎng)，探討該活性層對細胞黏附、增殖和分化的影響，以期為鈦種植體表面生物化學改性提供實驗依據(jù)。

2、
　　材料與方法：
　　99.99％高純度商業(yè)鈦片，激光切割成直徑為12mm的圓形鈦箔片，用800目、2000目、3000目、5000目、7000目碳化硅金相砂紙逐級打磨拋光直至表面呈鏡面狀，利用陽極氧化技術(shù)制備雙層二氧化鈦納米管陣列，通過羰基二咪唑（CDI）向外化學接枝rhBMP-2，記作實驗組，空白對照為機械拋光組，陰性對照（A和B）分別為二氧化鈦納米管組和二氧化鈦納米管+羰基二咪唑組。場發(fā)射掃描電鏡檢測試件表征及細胞黏

3、附鋪展情況，X射線光電子能譜儀檢測試件表面元素組成；CCK-8試劑盒檢測細胞增殖能力,堿性磷酸酶（AKP）試劑盒間接測定試件表面對細胞分化的影響。
　　結(jié)果：
　　兩步法陽極氧化法技術(shù)制備的雙層二氧化鈦納米管陣列可作為良好的基底材料向外接枝偶聯(lián)生物活性蛋白，F(xiàn)ESEM觀察顯示機械拋光組試件表面光滑，偶見劃痕；二氧化鈦納米管組為均勻一致的雙層納米管陣列，分內(nèi)外兩層，內(nèi)管直徑約20nm，外管直徑約160nm，內(nèi)外管連接緊密；二氧

4、化鈦納米管+CDI組二氧化鈦納米管陣列內(nèi)外管模糊；二氧化鈦納米管+rhBMP-2組表面可見粟粒狀顆粒物; XPS檢測實驗組、陰性對照組（A和B）試件表面均由N元素、C元素和O元素組成，實驗組特征性N元素峰值顯著增高。四組試件與BMSCs共培養(yǎng)，機械拋光組細胞呈長梭形，細胞黏附鋪展較局限；二氧化鈦納米管組細胞鋪展良好，但細胞偽足較少，細胞間連接疏松；二氧化鈦納米管+CDI組細胞胞體鋪展情況良好，胞體呈扁平狀，細胞伸出的觸角較少；二氧化鈦納

5、米管+rhBMP-2組細胞鋪展均勻，細胞間連接廣泛而緊密，可見部分細胞偽足伸入納米管中。CCK-8法測定細胞增殖能力，第1d增殖效果不明顯，實驗組為（0.355?0.058）、空白對照組為（0.326?0.019）陰性對照組A為（0.338?0.022）、陰性對照組B為（0.314?0.061）（P>0.05），細胞增殖第3、5d，實驗組為（3.295?0.153、3.823?0.059）均顯著高于空白對照組（2.479?0.064、3

6、.131?0.096）及陰性對照組A（2.715?0.075、3.371?0.047）、陰性對照組B（2.756?0.132、3.637?0.047）（P<0.01）。堿性磷酸酶活性測定第5、7、11d，實驗組（0.0477?0.0287、0.0615?0.0016、0.0667?0.0018）均優(yōu)于空白對照組（0.0468?0.0094、0.0509?0.0018、0.0544?0.0015）及陰性對照組A（0.0455?0.0092