钛表面不同硅烷偶联c(RGDfK)环肽的表征及生物相容性分析

摘要

目的 探讨用四种不同硅烷将c(RGDfK)[(cyclo(Arg-Gly-Asp-d-Phe-Lys)]环肽固定于钛表面的效率及生物相容性。方法 钛表面经碱热处理(OH组),分别用3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTES)(OHAP组)、3-氯丙基三乙氧基硅烷(3-chloropropyltriethoxysilane,CPTES)(OHCP组)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(3-mercaptopropyltriethoxysilane,MPTS)(OHMPT组)、3-异丁烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,γ-MPS)(OHMPS组)四种硅烷固定c(RGDfK)环肽,构建钛-硅烷-c(RGDfK)环肽涂层,钛片表面未处理组为空白对照组(NT组)。利用扫描电镜、接触角计观察各组涂层表面形貌及润湿性变化,通过X射线光电子能谱分析钛表面元素组成,4,6-二氨基-2-苯基吲哚(4,6-diamino-2-phenylindole,DAPI)与鬼笔环肽荧光染色后使用激光共聚焦显微镜观察材料表面小鼠前成骨细胞MC3T3-E1黏附情况,细胞计数(cell counting kit-8,CCK-8)试验和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定评价材料表面MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化情况。结果 扫描电镜观察可见碱热处理后钛表面形成海绵状三维立体网状结构,硅烷-c(RGDfK)环肽涂层附着其上,各组润湿性较未处理钛片均有较大提高,OHMPS组Si/Ti、酰胺-N/Ti元素比最高;OHAP组细胞黏附形态最佳;OHAP组、OHMPT组、OHMPS组细胞增殖及ALP活性均显著高于对照组(P <0.05);OHCP组细胞增殖活性及ALP活性与对照组无统计学差异。结论 MPTS、CPTES、γ-MPS三种硅烷均能够作为偶联剂将c(RGDfK)环肽结合于钛表面,促进MC3T3-E1细胞黏附、增殖和分化,其中γ-MPS偶联c(RGDfK)环肽的效果最好,而MPTS、CPTES、γ-MPS偶联c(RGDfK)环肽后具有相似的生物学性能。