氟離子注入鈦表面對骨細胞相容性和抗菌性能的影響.pdf

1、牙種植體作為植入體內(nèi)的醫(yī)用裝置，已成為修復牙列缺損和牙列缺失的主要治療手段之一。種植材料的表面性狀和形態(tài)可影響種植后的生存質(zhì)量，決定組織細胞在其表面的粘附、增殖和分化，對種植體的初期穩(wěn)定性和遠期固持率發(fā)揮十分重要的作用。鈦以其優(yōu)良的生物相容性、力學性能、耐腐蝕性和良好的可加工性在牙種植領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。但是鈦也有它自身的缺點。鈦基本屬于生物惰性材料，不能與骨組織形成生物性結(jié)合從而獲得理想的骨整合，同時鈦自身不具備抗菌性能，在植入及修復

2、后易出現(xiàn)菌斑堆積于鈦種植體周圍。為解決這一問題，許多學者利用表面改性技術(shù)，對金屬鈦表面進行活化處理，賦予金屬材料生物功能性，在獲得骨整合方面取得了理想的效果。然而針對提高種植材料抗菌性能的研究卻相對較少。 大量統(tǒng)計結(jié)果證實，臨床上種植體的松動、脫落，相當一部分原因是由于種植體頸部菌斑堆積，致病菌通過其菌體表面物質(zhì)、產(chǎn)生的毒素及代謝產(chǎn)物等破壞種植體周圍軟組織封閉屏障以及骨性結(jié)合界面，導致種植體周圍炎并最終出現(xiàn)骨性結(jié)合界面喪失，種植

3、失敗。牙齦卟啉單胞菌是目前公認的種植體周圍炎的主要可疑致病菌之一，因此，對牙齦卟啉單胞菌粘附和增殖的控制是預防種植體周圍炎的關(guān)鍵。 種植材料對成骨細胞行為的影響是多層面的。在細胞水平上，它可以影響細胞的形態(tài)、粘附、增殖、遷移和分化等；在分子水平上，它可以影響細胞的骨相關(guān)基因的表達。有很多研究已經(jīng)證實植入材料的表面化學成分、表面物理形貌都會對成骨細胞的生物學行為產(chǎn)生影響。在評估種植材料的生物活性時，一個重要指標就是觀察改性材料是否

4、能促進組織細胞在其表面早期大量附著并形成良好的細胞形態(tài)，形態(tài)上的變化是啟動一系列細胞行為的生物信號。成骨細胞在種植材料表面的早期粘附和增殖是成骨細胞進一步分泌細胞外基質(zhì)、合成相關(guān)蛋白、礦化成骨及表達成骨細胞生物合成功能的基礎(chǔ)。細胞的粘附過程和細胞的信號傳導通路有關(guān)，粘著斑的形成是成熟細胞信號傳導的前提。整合素與細胞外基質(zhì)結(jié)合，再與粘著斑形成復合物，傳導細胞外基質(zhì)以及生長因子的信號，引起細胞骨架的變化，繼而引起細胞的形態(tài)及一系列功能變化。

5、I型膠原是骨組織中最重要的分子標記，因而檢測I型膠原的形成和表達可作為生物材料生物學潛能的判斷依據(jù)。 在生物陶瓷涂層眾多問題尚未解決的情況下，利用離子注入技術(shù)改變鈦種植體表面的物理形貌和化學狀態(tài)以提高其生物相容性成為目前研究的熱點。等離子體浸沒離子注入技術(shù)作為一種全方位的離子注入技術(shù)，近年來受到國內(nèi)外學者的廣泛重視并逐漸應(yīng)用于生物學領(lǐng)域。氟作為機體生命活動所必須的微量元素之一，對全身骨骼生長發(fā)育和維持骨骼生理結(jié)構(gòu)功能具有重要作用

6、。同時，氟化物具有良好的抗菌性能。本實驗應(yīng)用等離子體浸沒離子注入技術(shù)，將氟離子引入光滑商業(yè)純鈦表面，并通過微觀分析方法，對其表面的化學組成和物理結(jié)構(gòu)進行綜合評價。將牙齦卟啉單胞菌和成骨細胞分別接種子氟離子注入純鈦前后的材料表面，建立細菌與材料界面間、細胞與材料界面間的直接接觸關(guān)系，綜合評價通過等離子體浸沒離子注入技術(shù)對純鈦表面進行氟離子注入后改性材料的抗菌性能及其對成骨細胞生物學行為的影響，為探索同時具有良好的生物相容性和抗菌性能的種植