钛合金表面规则微形态对成纤维细胞生物学行为的影响

论文摘要

钛合金(Titanium alloys)材料以其良好的生物相容性、机械性能、耐腐蚀性等在矫形外科和毗邻学科中得到广泛应用。目前商业用钛合金材料存在两个突出问题:其一是材料表面与骨组织或软组织界面难以充分整合的问题;其二是材料弹性模量较高产生应力遮挡的问题。为解决界面问题而进行表面改性是提高材料生物相容性的一种可靠方法,已有研究显示,经表面理化改性后钛合金材料植入物更易与骨组织、软组织有效整合,其中表面形态学改性因其突出的接触导向作用和表面稳定性而被广泛关注;材料弹性模量的改进则需制作工艺的提高。目前国内外尚未有在钛合金表面进行规则微形态改性处理后观察组织细胞相容性的实验研究报道。本研究拟通过观察兔腱膜成纤维细胞在不同微形态钛合金表面生物学行为的不同表现,探讨钛合金材料表面规则微形态与机体软组织早期整合的机制。1.兔腱膜成纤维细胞的培养、纯化及其生长特性的研究目的建立一种获得高纯度成纤维细胞的简便可靠的培养方法,研究其体外实验条件下的生长及增殖特点。方法采用组织块法培养原代兔跟腱腱膜成纤维细胞并纯化、传代后,观察细胞的生长状态及形态,绘制生长曲线并计算细胞倍增时间。结果通过该方法可获得的纯度高、性状稳定、增殖能力强的成纤维细胞。结论组织块培养法是一种简便、可行的培养方法,能够为成纤维细胞的相关研究提供稳定可靠的种子细胞来源。2.钛合金材料表面规则微形态对体外兔成纤维细胞生物学行为影响的研究目的通过体外细胞实验,评价不同表面微形态钛合金对兔腱膜成纤维细胞生物学行为及软组织整合的影响。方法在钛金属试片上制备4种表面微观形态:光滑(Smooth),喷砂(Sandblast),微沟嵴(Microgroove)和螺纹(Thread)。进行体外实验,比较4种表面形态对成纤维细胞增殖和贴附的影响:通过MTT比色法、扫描电镜等技术,观察细胞在不同微形态钛合金表面的增殖和贴附状况。结果腱膜成纤维细胞在光滑组、喷砂组、微沟嵴组、螺纹组表面增殖的光吸收值均数分布有规律,两两比较大都有统计学意义(P<0.05);扫描电镜下观察,光滑对照组表面细胞贴附无明显定向性,不规则的喷砂表面细胞的贴附无规律性,而两种规则微形态表面细胞贴附均按照材料纹理走行的方向贴附,4组样本表面细胞的生长均大致呈长梭形,喷砂表面的细胞表现为部分不规则,细胞间连接丰富,高倍镜下实验组均可见微绒毛清晰的细胞。结论钛合金的微形态表面处理比光滑表面更利于动物成纤维细胞的增殖和附着,喷砂表面细胞增殖最快但细胞贴附杂乱,而规则微沟嵴的表面细胞增殖较快且细胞贴附规律,更适合于软组织生理功能的需求。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 文献回顾
• 1. 医用钛合金材料的研究进展
• 2. 钛合金表面形态对成纤维细胞生物学行为影响的研究进展
• 2.1 钛合金表面形态与成纤维细胞生物学行为之间的关系
• 2.2 理化改性的钛合金表面形态对成纤维细胞生物学行为的影响
• 2.3 钛合金材料表面规则微形态对成纤维细胞生物学行为的影响
• 3.小结
• 正文
• 实验一 兔腱膜成纤维细胞的培养、纯化及其生长特性的研究
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 结果
• 1.4 讨论
• 实验二 钛合金材料表面规则微形态对体外兔成纤维细胞生物学行为影响的研究
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 2.3 结果
• 2.4 讨论
• 小结
• 参考文献
• 附录
• 个人简历
• 在读期间研究成果
• 致谢