研究背景:在口腔牙列缺损和牙列缺失的修复形式中,传统的固定修复、活动修复虽然能基本满足患者要求,但是修复效果不尽如人意。种植修复的出现意味着更多修复方式的选择,从临床的效果看,种植修复的效果是其他修复形式难以比拟的。目前临床上使用的钛种植体具有良好的生物相容性,但生物活性仍有待提高,其表面不能迅速与新生骨组织产生化学性结合,所以达到骨整合的时间较长。各国学者对种植体表面改性的研究从未停止,国内外对种植体表面改性的研究主要集中在生物活性、抗菌的涂层研究上,以此使种植体有更便捷、更广泛的应用。微弧氧化(micro arc oxidation,MAO)是一种应用于金属表面改性的方法,它能使钛种植体表面生成疏松多孔结构氧化涂层。该技术还拥有另一个优点,那就是可以对电解液成分进行调整,以改变涂层的化学组成,可以让涂层富含钙磷离子,改善微弧氧化涂层的生物活性,更有利于新生的骨细胞附着。蒲公英多糖(dandelionpolysaccharide)是中草药蒲公英主要活性成分之一,占蒲公英干重30%~50%,蒲公英多糖具生物活性作用,而且自然界蕴藏量丰富,提取工艺成熟,是一种物美价廉的药用材料,但是其应用在种植体涂层方面的研究几乎没有。多糖类物质能够与金属阳离子发生配合反应生成相应的复合物,加热条件下,将蒲公英多糖引入于氧化涂层中,让其与钛和钙离子发生一定的化学反应生成蒲公英多糖金属复合物,使氧化涂层稳定负载蒲公英多糖并对其进行相应的生物学评价。本研究拟通过微弧氧化法制备富含钙磷元素的纯钛微弧氧化涂层,负载蒲公英多糖,并探索其对骨髓间充质细胞的生物活性影响,可为构建具生物活性的种植体涂层提供新的思路。研究目的:1.采用微弧氧化法成功制备钛表面富含钙磷元素的氧化涂层。2.探索蒲公英多糖负载后微弧氧化氧化涂层对骨髓间充质干细胞的影响。3.检测蒲公英多糖负载后微弧氧化涂层动物体内的安全性。实验方法:本研究采用微弧氧化法在金属纯钛表面制备多孔结构的氧化层。在加热条件下,让蒲公英多糖与氧化层中的钙离子发生化学反应生成蒲公英多糖钙复合物。实验通过各实验组和对照组的BMSCs细胞早期黏附实验、DAPI染色、细胞增殖实验以及碱性磷酸酶的检测,对实验数据进行进行统计学分析,检验水准a=0.05,评价各组钛片对细胞的早期粘附、增殖以及碱性磷酸酶活性的影响。最后,通过动物体内植入实验,选取雄性SD大鼠12只,随机分成3组,每组4只。依照外科手术步骤将MAO负载组和Ti组钛片试件分别植入肌袋内,分层缝合,严密观察,三组动物分笼常规喂养2周。动物采血及标本取材2周时,取各组大鼠动脉血2 mL,并处死实验动物,切取包含植入体及其周围组织的组织块。检测血常规及血生化,对大体标本进行观察,并通过组织HE染色光镜下观察组织。结果1.通过SEM观察微弧氧化后钛试件表面形貌,通过XRD和EDS测定蒲公英多糖负载后钛片表面氧化层物相及元素组成。经过实验处理后纯钛试样表面形成了明显的“火山堆”形貌,XRD测定的物相为钛、锐钛矿、金红石和钛酸钙,氧化层的主要元素组成为O和Ti,还含有Ca、P、Si和C等元素,计算得出的氧化层的Ca/P元素比为1.53。2.细胞早期粘附:2h,4h时MAO组及MAO负载组粘附的细胞数目多于纯钛组(Ti组),差异有统计学意义(P<0.05),但微弧氧化处理钛片组(MAO组)及微弧氧化处理钛片负载蒲公英多糖组(MAO负载组)之间无统计学意义(P>0.05)。3.DAPI染色:倒置荧光显微镜观察可见三组的细胞形态,细胞核呈明亮的蓝色,呈圆形或椭圆形,细胞体积基本一致,有明显的丝状足,而MAO组和MAO负载组细胞密度较前Ti组密集,且伸出较多丝状伪足,蒲公英多糖负载后细胞形态改变不明显。4.细胞增殖:到3 d时,MAO负载组表面细胞数目明显高于MAO组和Ti组(P<0.05),到5 d和7 d这两个时间点,MAO组和MAO负载组的表面的细胞数量均明显高于Ti组(P<0.05),而MAO组和MAO负载组无显著区别(P>0.05)。5.7 d时,MAO负载组表面的的ALP活性高于MAO组(P<0.05),在第14 d时,两组钛片表面细胞的ALP活性无显著区别(P>0.05)。6.血常规:实验2周后三组动物血常规指标见表3-2,三组大鼠各项血常规指标组间差异不明显(P>0.05)。7.血生化指标:实验2周后三组动物血生化指标结果见表3-3。ALT、BUN、Cr、UA组间差异不明显(P>0.05);AST组间差异有统计学差异(P<0.05)8.大体组织观察:通过大体观察可见植入2周后各组均无明显差别,钛片存在肌袋内,包绕一层纤维组织,周围组织无感染无炎性反应。9.HE组织学染色观察:Ti组及MAO负载组钛片其纤维环形生长形成囊腔,局部手术带入的上皮和角化的上皮碎屑,大部分囊腔内壁光滑局部少量淋巴细胞浸润,无血管充血出血及其它病理性改变。结论1.采用微弧氧化法成功制备表面富含钙磷元素的氧化层的钛片,并负载蒲公英多糖。2.纯钛微弧氧化负载蒲公英多糖提高骨髓间充质干细胞的早期粘附、增殖及分化。3.通过动物体内植入实验对负载蒲公英多糖的微弧氧化钛片的安全性检测发现其具有良好的生物相容性。