雙相FHA-SrHA涂層的構(gòu)建及其生物相容性.pdf

1、羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)因其具有較好的生物相容性和生物活性而成為最早和最常用的鈦表面涂層材料，但是HA在體液環(huán)境中有較高的溶解度，可導(dǎo)致涂層崩解與剝脫而影響種植體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。與HA不同，人體骨骼中含有一些重要的微量元素，如:氟，鎂，鍶和鋅等等。在對(duì)HA涂層改進(jìn)過程中，這些微量元素自然被加入其中。目前的研究主要集中在改進(jìn)兩方面的性能:生物活性和涂層的溶解性能。如采用氟離子取代部分羥基離子以降低其溶解性能，確保HA

2、涂層的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。采用鍶離子取代部分鈣離子以增強(qiáng)HA涂層的生物活等等。本研究探索用溶膠-凝膠法在純鈦表面制備含氟和鍶離子的雙相涂層，研究出具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性、生物活性及生物相容性良好，符合臨床需要的種植體材料。本研究分為兩個(gè)部分：
　　第一章：溶膠-凝膠法鈦表面雙相FHA/SrHA涂層的制備、表征及生物活性評(píng)價(jià)。
　　目的：用溶膠-凝膠法在純鈦表面制備含氟、鍶量不同的雙相涂層，研究各組涂層的物理性能表征和生物活性（體外誘導(dǎo)磷灰石

3、能力）的變化并篩選最佳的摻氟、鍶量。
　　方法：在純鈦表面采用溶膠-凝膠的方法制備雙相FHA/SrHA1、FHA/SrHA2及FHA/SrHA3涂層，以單相FHA及SrHA涂層為對(duì)照組。采用X射線衍射分析儀檢測(cè)各涂層相的組成;采用掃描電鏡進(jìn)行涂層形貌的觀察;能譜分析儀確定涂層的組成元素;微米劃痕測(cè)試儀測(cè)量涂層與鈦基體間的結(jié)合強(qiáng)度;緩沖溶液檢測(cè)涂層溶解度;模擬體液評(píng)價(jià)各涂層誘導(dǎo)類骨磷灰石沉積的能力。
　　結(jié)果：⑴采用溶膠-凝膠

4、法在純鈦表面成功制備了不同SrHA含量的雙相FHA/SrHA涂層，其與純鈦基體的結(jié)合力略次于單相FHA涂層，但優(yōu)于單相SrHA涂層。通過改變雙相FHA/SrHA涂層中SrHA的含量，可以調(diào)控雙相FHA/SrHA涂層的溶解度及其與純鈦基體之間的結(jié)合力。⑵所有雙相FHA/SrHA.涂層在三羥甲基氨基甲烷及檸檬酸改性的磷酸緩沖溶液中均發(fā)生涂層的溶解和鈣磷酸鹽的再沉積過程，且溶解速率隨相組成的不同而變化，與單相FHA、SrHA涂層相比表現(xiàn)出更好

5、的穩(wěn)定性。⑶所有雙相FHA/SrHA涂層在模擬體液溶液中浸泡14天后，均能在其表面誘導(dǎo)成熟的類骨磷灰石生成，并且類骨磷灰石的X射線衍射分析顯示衍射峰強(qiáng)度隨著SrHA含量的增加而逐漸加強(qiáng)。說明雙相FHA/SrHA涂層具有較好的生物礦化能力即生物活性。
　　結(jié)論：采用溶膠-凝膠法制備的雙相FHA/SrHA涂層表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性及較好的生物礦化能力，對(duì)提高鈦種植體早期生物活性和遠(yuǎn)期穩(wěn)定性具有積極意義。
　　第二章：雙相FHA/

6、SrHA涂層對(duì)成骨細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。
　　目的：以單相FHA涂層為對(duì)照，比較成骨細(xì)胞在不同雙相FHA/SrHA涂層表面的細(xì)胞行為，為優(yōu)化氟和鍶濃度、涂層結(jié)構(gòu)以及表面處理工藝提供理論依據(jù)。
　　方法：采用細(xì)胞附著計(jì)數(shù)，倒置顯微鏡觀察，掃描電鏡，細(xì)胞增殖、堿性磷酸酶及骨鈣素測(cè)定來檢測(cè)各組涂層對(duì)成骨細(xì)胞粘附、增殖及分化的影響。
　　結(jié)果：⑴1小時(shí)后單相FHA、SrHA涂層與3組雙相FHA/SrHA涂層表面細(xì)胞附著數(shù)的均值

7、差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。⑵各組涂層周圍成骨細(xì)胞大量增殖，顯示出良好的增長(zhǎng)趨勢(shì)，各組涂層材料之間的細(xì)胞形態(tài)未見明顯區(qū)別。⑶3、5天，成骨細(xì)胞在各組涂層表面的細(xì)胞增殖水平均隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而增加，呈現(xiàn)出了良好的增殖趨勢(shì);5天時(shí)，雙相FHA/SrHA涂層的OD值大于單相FHA涂層的OD值，且雙相FHA/SrHA2涂層的OD值顯著高于其它3組的OD值，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05）。⑷7天后，雙相涂層FHA/SrHA2的ALP值最高

8、，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。14天后，雙相涂層FHA/SrHA的ALP值高于單相涂層FHA，且雙相涂層FHA/SrHA2的ALP值顯著高于其它3組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。21天后，雙相涂層FHA/SrHA的ALP值較第14天時(shí)均有顯著減少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05）。單相涂層FHA的ALP值較第14天時(shí)減少，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05）。⑸7天后，單相涂層FHA與雙相涂層FHA/SrHA的OCN值比較

9、，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05）。14，21天后，單相涂層FHA與雙相涂層FHA/SrHA的OCN水平較7天時(shí)均有顯著增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05）。雙相涂層FHA/SrHA的OCN值高于單相涂層FHA，其中雙相涂層FHA/SrHA2的OCN值顯著高于其它3組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。21天后，單相涂層FHA與雙相涂層FHA/SrHA的OCN值均達(dá)到高峰值。
　　結(jié)論：溶膠-凝膠制備的雙相FHA/SrHA涂層