Ti6Al7Nb材料表面微观形貌对细胞黏附影响的实验研究

摘要

钛及钛合金作为生物材料在医学方面已经得到了广泛的应用,特别是在整形外科、口腔外科及心血管外科等领域。钛合金材料作为骨科植入物的理想材料,必需具有优良的生物相容性,能够与人体的内环境形成良好的界面结合。生物材料的表面微观形貌是影响机体与植入材料表面相互作用的主要因素。对植入物的表面结构进行图案化设计可以提高生物材料在体内的相容性,从而促进骨整合作用。因此,对钛系生物医用材料的表面微观形貌进行全面的评价并开展细胞黏附、增殖及生物学形态的研究具有重要意义。
　　本课题选用 Ti6Al7Nb生物材料,通过砂纸抛光、机械磨削及喷砂处理获得不同微观形貌的表面,进行MC3T3成骨细胞的黏附情况、增殖能力及形态学观察研究。实验结果表明钛合金的表面微观形貌影响着成骨细胞的黏着、铺展及分裂生长,并且经过分析总结得到不同表面粗糙度和分形维数对细胞黏附、增殖及形态的影响规律。
　　噻唑蓝法(MTT)和细胞计数法分别检测成骨细胞的黏附和增殖情况。从表面形貌的高度幅值角度指出:适合MC3T3细胞早期黏附的表面粗糙度为Ra=2.323±0.056μm、Rz=16.915±0.543μm;较光滑和较粗糙的表面均表现出偏低的细胞黏附率;光滑表面有利于成骨细胞的增殖。运用分形理论对钛合金表面形貌进行分形维数计算,指出表面形貌的不规则程度随分形维数的增加而增加。细胞实验结果表明:成骨细胞的黏附率和增殖率均随分形维数的增加而降低;在相同时期,抛光表面较磨削表面和喷砂表面更适合成骨细胞的铺展;随着培养时间的增加,培养孔内的成骨细胞由梭形间隙排列增殖为“铺路状”重叠生长,抛光和磨削表面的细胞由不规则多边形、长梭形逐渐生长为“鳞片状”并由大量丝状伪足相互连接汇合,细胞接触引导现象明显,喷砂表面的细胞由条形逐渐趋于星射线状,多指板状伪足锚接于表面凹坑边缘或是跨越沟槽与其他细胞相互相接。利用

目录

正文

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究的主要内容

第2章 细胞黏附机理及材料表面加工

2.1 引言

2.2 细胞黏附机理分析

2.3 钛合金表面微观形貌加工及检测

2.4 本章小结

第3章 钛合金表面粗糙度对细胞黏附及增殖影响

3.1 引言

3.2 表面粗糙度参数的选择

3.3 细胞体外培养实验方法

3.4 体外细胞培养的实验结果及分析

3.5 本章小结

第4章 钛合金表面空间组织对细胞黏附及增殖影响

4.1 引言

4.2 钛合金表面分形维数计算

4.3 细胞体外培养实验方法

4.4 细胞体外培养实验结果及分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢