低强度脉冲超声波对钛酸钡修饰的钛合金材料上成骨细胞的影响

摘要

目的:评价低强度脉冲超声波（low-intensity pulsed ultrasound，LIPUS）对钛合金材料(Ti-6Al-4V)，以下简称Ti64，钛合金表面修饰钛酸钡(barium titanate，BaTiO3)压电陶瓷，以下简称BT/Ti64，两种材料上成骨细胞MC3T3-E1的影响。
　　方法:1、分组:将MC3T3-E1分别与BT/Ti64、Ti64支架材料复合培养。将两种材料随机分为实验组（UBT/Ti64、UTi64）和对照组（CBT/Ti64、CTi64）。实验组接受20min/d低强度脉冲超声波辐照，对照组接受20min/d不开功率的假辐照。2、超声参数:频率:1MHz;强度:30mW/cm2;脉冲宽度:1ms;脉冲重复频率:100Hz。3、扫描电镜(scanning electron microscope，SEM)观察MC3T3-E1在各组材料上的粘附状态。4、划痕实验(scratch test)评价LIPUS作用下BT/Ti64、Ti64上MC3T3-E1迁移运动的水平。5、噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium，MTT)评价LIPUS作用下BT/Ti64、Ti64上MC3T3-E1增殖的水平。6、碱性磷酸酶(alkalinephosphatase，ALP)评价LIPUS作用下BT/Ti64、Ti64上MC3T3-E1分化的水平。7、骨钙素(osteocalcin，OCN)评价LIPUS作用下BT/Ti64、Ti64上MC3T3-E1成骨分化的水平。
　　结果:1、SEM结果:细胞接种4d后扫描电镜观察可见MC3T3-E1在各组材料上均伸展良好，呈长梭型、多角形形态，借伪足相互连接，可见分泌基质，BT/Ti64上的细胞密度要高于其基底材料，几乎铺满材料表面。2、划痕实验结果:在第1d和第3d两种材料超声组的组织愈合率均高于对照组，差异有统计学意义。两材料比较，BT/Ti64的组织愈合率高于其基底材料，差异有统计学意义。在1d，BT/Ti64的压电效应为1.79。3、MTT值:各组MTT值均随时间增长而增高。1、4、7d时两种材料超声组均高于对照组，差异具有统计学意义。材料比较，1、4、7d时，BT/Ti64都高于其基底材料，且在4、7d时差异具有统计学意义。BT/Ti64的压电效应在1和7d分别是1.63和2.11。4、ALP值:各组ALP值均随时间增长而增高。1、4、7d时两种材料超声组均高于对照组，且4和7d时，差异具有统计学意义。材料比较，在3个时间点，BT/Ti64都高于其基底材料，差异具有统计学意义。BT/Ti64的压电效应在1、4和7d分别是1.14、3.91和1.95。5、OCN值:各组OCN值均随时间增长而增高。7、10、14d时两种材料超声组均高于对照组，且差异均具有统计学意义。材料比较，在三个时间点，BT/Ti64要高于其基底材料，且差异具有统计学意义。BT/Ti64压电效应在7和10d分别是1.66和1.1。
　　结论:1、LIPUS可以促进MC3T3-E1在BaTiO3/Ti64复合材料上的成骨效应。LIPUS激发了BaTiO3压电效应，该效应参与了骨生成。2、LIPUS作用下，MC3T3-E1在BT/Ti64上的迁移、增殖、分化水平优于其基底材料，BT/Ti64具有成为骨修复材料的潜能。

目录

声明

摘要

英文缩略语

1 前言

2 材料与方法

2．1 实验材料与仪器

2．2 实验方法与步骤

2．2．1 样品准备

2．2．2 实验分组

2．2．3 细胞培养

2．2．4 超声加载方法

2．2．5 扫描电镜(scanning electron microscope，SEM)

2．2．6 划痕实验

2．2．7 MTT细胞增殖检测法

2．2．8 碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)活力检测法

2．2．9 骨钙素(osteocalcin，OCN)含量测定法

2．3 统计学分析

3．1 SEM结果

3．2 划痕实验结果

3．3 MTT细胞增殖水平测定

3．4 ALP检测结果

3．5 OCN含量测定结果

4 讨论

5 结论

本研究创新性的自我评价

参考文献

综述 电刺激对骨愈合影响的研究进展

在学期间科研成绩

致谢

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