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实验背景:随着种植技术、影像技术、数字化技术等医疗技术的发展,种植修复治疗已广泛应用于各类牙缺失及无牙颌患者。钛金属因其良好的生物相容性,作为主要的组织修复及替换材料广泛应用于颅面、牙科及骨科手术。由于金属材料的表面惰性,传统的钛金属种植体并不具有生物性功能。骨量不足、微生物感染、急性炎症等情况极易导致种植的失败。其中,种植体周围炎为种植失败的主要诱因之一。实验目的:探究钙三醇(1,25二羟基维生素D3,活性维生素D)是否能够以壳聚糖/明胶为载体,应用电沉积的方法来进行装载,从而获得一定的局部缓释性。进一步探究这一复合涂层的表面形貌、物化性能、生物相容性及免疫调节性能。实验材料和方法:本研究采用电沉积(EPD)的方法在预先经过喷砂、酸蚀处理的纯钛片上制备壳聚糖/明胶(CS/G)涂层。再以CS/G载药系统为基底,将钙三醇沉积于种植体表面,将得到的复合涂层称作钙三醇/壳聚糖/明胶(VD/CS/G)复合涂层。设计四个实验组:VD-0,VD-I,VD-II,VD-III;其上负载的钙三醇含量分别为0 nmol,0.01 nmol,0.1 nmol,1nmol。通过荧光显微镜、场发射扫描电子电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等对各组复合涂层的表面形貌、物化性能进行分析;通过接触角测量仪测试并分析涂层表面的亲水性;各组涂层内的药物释放模式则通过高能液相色谱(HPLC)检测分析,并绘制标准曲线和释放曲线。生物相容性检测包括细胞粘附实验和细胞毒性试验:1)通过将Wistar大鼠的大鼠骨髓间充质干细胞(r BMSCs)与复合涂层共培养,使用罗丹明标记的鬼笔环肽对细胞骨架进行染色;2)用CCK-8试剂盒检测了在各个时间段,各组复合涂层的浸提液对于大鼠骨髓间充质干细胞的细胞毒性。免疫调节性能的检测包括通过平板涂布培养法分析用涂层浸提液培养的THP-1细胞的上清液对大肠杆菌的体外抗菌能力。此外,通过实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(q PCR)实验探究复合涂层对THP-1来源巨噬细胞CAMP基因和各类炎症因子m RNA表达的影响,以及对巨噬细胞极化的影响,从而反映种植体涂层的免疫调节能力。实验结果:荧光显微镜、SEM、FTIR、XRD等检测证实了钙三醇成功沉积到涂层表面。HPLC在24h内检测到钙三醇的持续释放。接触角实验表明涂层的亲水性变化不大。体外细胞学实验和CCK-8检测结果表明复合涂层表面的r BMSCs细胞具有良好的粘附性;复合涂层具有较好的生物相容性。同时,抗菌实验结果显示复合涂层对大肠杆菌均有较好的抑菌效果。PCR的结果说明钙三醇/壳聚糖/明胶复合涂层能显著增强CAMP基因表达,减少炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-a的m RNA表达,促进巨噬细胞M2极化。实验结论:根据我们的研究结果和局限性考量,通过电沉积(EPD)技术在钛基底上成功地制备出负载钙化三醇的CS/G负载涂层。扫描电镜、红外光谱、X电子衍射和高效液相色谱结果表明,1α、25-二羟基维生素D3在24h内持续释放。虽然以爆裂释放曲线从涂层中释放出骨化三醇,但在涂层制备后仍能保持其抗菌效果。此外,人类抗菌肽基因表达的增强、多种抗炎因子基因表达的减少以及巨噬细胞M2极化的指标增强都表明复合涂层具有一定抵抗种植体周围炎的抗菌、抗炎性能。这种具有免疫调节功能的种植体涂层可同时作为抗菌剂及消炎药,有助于种植体周围炎的预防和治疗。