微弧氧化涂层改性对3D打印钛合金支架细胞生物学的影响

摘要

背景:微弧氧化处理可提高钛合金植入体的生物学性能。目前研究多集中于钛合金片材,有关微弧氧化改性处理后3D多孔钛合金支架对细胞生长及分化的影响鲜有报道。目的:研究微弧氧化表面改性对3D打印多孔钛合金支架表面细胞生物学性能的影响。方法:将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于微弧氧化处理Ti6Al4V合金三维支架(实验组)与未经微弧氧化处理Ti6Al4V合金三维支架(对照组)上,培养4,7 d,进行扫描电镜观察、细胞骨架染色分析及细胞活力分析;培养4,7,11 d,检测细胞上清液中碱性磷酸酶和骨钙素水平;培养1,4,7,11 d,MTT法检测细胞增殖。结果与结论:①培养4,7 d时,live/dead染色显示骨髓间充质干细胞在两组材料上生长良好;细胞骨架染色分析显示,实验组细胞骨架呈立体多角形,对照组支架表面的细胞以扁平梭形状沿支架宏观结构铺展;扫描电镜显示,实验组细胞排列较为紧密,细胞伸展状态良好,细胞间的板状伪足与丝状伪足交叉连接,以锚状结构牢固地黏附于材料表面;对照组细胞伪足间的连接较少,细胞外基质较少,平铺在材料表面生长;②随着培养时间的延长,两组细胞上清液中碱性磷酸酶与骨钙素水平逐渐升高;实验组培养7,11 d的碱性磷酸酶水平高于对照组(P<0.05),培养11 d的骨钙素水平高于对照组(P<0.05);③MTT检测显示,随着培养时间的延长,两组细胞数量逐渐增加;实验组培养7,11 d的细胞数量明显多于对照组(P<0.05);④结果表明,微弧氧化处理后的钛合金支架更有利于细胞的黏附、增殖与分化。