微弧氧化陶瓷膜与骨髓间充质干细胞的生物相容性研究

摘要

目的：微弧氧化技术(micro-arc oxidation，MAO)是一种在金属表面原位生长陶瓷膜的新技术，生成的陶瓷膜具有质地均匀，与金属基体结合紧密不易脱落，耐腐蚀的优点，成为种植体表面处理基础研究的热点。本实验采用微弧氧化技术，在不同电压下制备钛金属表面微弧氧化陶瓷膜，观察不同电压下陶瓷膜表面形貌的变化和陶瓷膜表面元素的变化，研究微弧氧化陶瓷膜生成的电压、电解液条件。体外培养扩增大鼠骨髓间充质干细胞，观察细胞的生长增殖规律、碱性磷酸酶表达和成骨特性。对照观察大鼠骨髓间充质干细胞在三种不同表面处理的钛片表面的生长增殖情况，评价微弧氧化陶瓷膜表面的生物相容性。 方法： 1．使用微弧氧化技术，分别在480伏，520伏，560伏电压下形成陶瓷膜，扫描电镜观察三组陶瓷膜表面形貌，能量色散X射线荧光光谱分析仪分析各组陶瓷膜表面元素变化。 2．体外培养大鼠骨髓间充质干细胞，测定细胞生长曲线。诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化并观察有无钙结节形成。 3．设立520伏电压微弧氧化表面处理钛片为试验组，喷沙、光滑表面处理钛片为对照组。将培养好的第三代大鼠骨髓间充质干细胞以5×104/ml密度接种到三组材料表面，分别在细胞接种后1，3，5，7天计数观察材料表面黏附细胞数量。电镜下观察细胞在材料表面的附着情况。 结果： 1.电镜下陶瓷膜呈粗糙多孔的表面形貌，表面分布着直径2-25μm微孔。微孔的直径随着电压的变化有所变化，其表面的元素也随着电压的变化略有差异，但是表面形貌和元素的变化与电压的变化并未见规律性的联系。 2.大鼠骨髓间充质干细胞在体外增殖扩增良好，在骨诱导培养基的作用下，细胞表现出了良好的成骨特性。经诱导培养两周的细胞形成了散在钙结节。 3.微弧氧化陶瓷膜具有良好的生物学性能，通过三组材料表面细胞黏附增殖的对照比较结果显示，大鼠骨髓间充质干在细胞在微弧氧化陶瓷膜粗糙、多孔、富含钙、磷的表面黏附增殖优于光滑组和喷砂组。 结论： 1.微弧氧化陶瓷膜表面形貌和元素含量会随着电压的变化而变化，但是未见两者之间的规律性联系。微弧氧化电压、电解液条件还需要进一步摸索和研究。 2.大鼠骨髓间充质干细胞具有良好的体外增殖活性和成骨分化特性。 3.微弧氧化陶瓷膜具有良好的生物相容性，是一种具有良好发展前景的种植体表面涂层方法。