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目的:研究不同铜含量的钛铜合金对成骨细胞的粘附增殖与迁移的影响,找到有利于成骨细胞粘附增殖与迁移的最优含铜质量分数。 研究方法:制备含铜质量分数分别为2wt%、5wt%和10wt%的钛铜合金,分别命名为Ti-2wt%Cu、Ti-5wt%Cu和Ti-10wt%Cu三组,以不含铜的纯钛材料作为对照,命名为Ti组。选用小鼠MC3T3-E1成骨细胞系,以生长对数期的细胞为研究对象,将细胞培养于材料表面。(1)成骨细胞的形态学观察:扫描电镜观察成骨细胞的表面形貌及粘附铺展情况;荧光显微镜观察鬼笔环肽染色细胞骨架-肌动蛋白及粘附铺展情况。(2) MTT法检测成骨细胞的增值。(3)细胞划痕实验法分析细胞的迁移情况。采用SPSS17.0统计软件对细胞增殖与迁移的实验数据进行统计学分析,测定结果用平均数与标准差进行描述,组间进行单因素方差分析。 结果:1.成骨细胞的形态学观察 (1)表面形貌观察:细胞接种6h后均已初步伸展,Ti-5wt%Cu、Ti-10wt%Cu两组表面成骨细胞出现丝足结构,Ti、Ti-2wt%Cu两组细胞刚刚见伸展形态,尚无明显此结构。细胞接种24h后,四组材料上的细胞均出现丝足和片足结构,表现出正常的细胞形态,Ti-5wt%Cu、Ti-10wt%Cu两组细胞多呈现多角形,伪足数量较多,但Ti-5wt%Cu伪足数量相对更多,Ti、Ti-2wt%Cu两组多呈现长梭形,伪足数量较少。细胞接种48h时,各组材料上的细胞均已完全铺展,扁平状,胞浆丰富,但Ti-5wt%Cu铺展面积最大。 (2)细胞骨架观察:细胞接种1h后,四组材料仅在样片边缘找到零星的数个细胞,均呈圆形,呈刚刚贴壁为伸展状态。细胞接种2h后,Ti、Ti-2wt%Cu、Ti-5wt%Cu三组材料表面的细胞大多数均呈现圆形,初步伸出伪足,不能观察到细胞骨架形态,Ti-10wt%Cu组部分细胞已呈现出多形性,铺展面积较其他三组大,可清晰观察到细胞骨架即肌动蛋白丝形貌。细胞接种4h后,四组材料表面细胞均呈现多形性,铺展面积均增大,但Ti-5wt%Cu组相对大于Ti、Ti-2wt%Cu、Ti-10wt%Cu组,此时Ti-5wt%Cu与Ti-10wt%Cu组可清晰观察到细胞骨架即肌动蛋白丝形貌。细胞接种24h后,四组材料表面细胞均已充分铺展,铺展面积明显增大,均可清晰观察到细胞骨架即肌动蛋白丝形貌,但仍是Ti-5wt%Cu铺展面积最大。 2.成骨细胞的增殖检测 通过MTT检测,成骨细胞接种1、3、5、7d后,四组材料表面的细胞数量均随培养时间的延长而增多,在四个检测时间点,四组材料表面成骨细胞的增殖情况由高到低排列均为:Ti-10wt%Cu组>Ti-5wt%Cu组>Ti-2wt%Cu组>Ti组,四组之间差异存在统计学意义(P<0.05),第7d时,Ti-10wt%Cu与Ti-5wt%Cu两组之间无统计学差异。 3.成骨细胞的迁移情况分析 采用细胞划痕实验,通过Imagepro plus软件测量划痕平均宽度,细胞划痕24h及48h后,划痕平均宽度为Ti组>Ti-2wt%Cu组>Ti-10wt%Cu组>Ti-5wt%Cu组,且四组之间差异存在统计学意义(P<0.05)。 结论:在本实验检测的铜含量范围内,含铜质量分数5wt%对成骨细胞的粘附、细胞骨架的形成与细胞迁移的促进作用最佳。