鈦生物學(xué)性能的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴性研究.pdf

1、鈦由于其良好的生物相容性和抗腐蝕能力，在骨內(nèi)植入材料領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。鈦基植入體的生物學(xué)性能由其表面性質(zhì)決定，其中表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響種植體生物學(xué)性能的決定性因素之一。通過(guò)調(diào)整鈦表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改善種植體生物學(xué)活性的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。本研究基于系列具有從微米尺度結(jié)構(gòu)到多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)逐漸演變的鈦表面模型，從抑菌、老化、對(duì)巨噬細(xì)胞極化的誘導(dǎo)作用及成骨性能的影響等角度研究鈦表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)生物學(xué)能的調(diào)節(jié)作用。
　　通過(guò)對(duì)表面化學(xué)組

2、成一致、從微米尺度結(jié)構(gòu)逐漸演變到多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的一系列鈦表面的研究發(fā)現(xiàn)，這類微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面不僅具有優(yōu)異成骨性能的，而且能在早期有效抑制細(xì)菌的粘附，即這類微納復(fù)合結(jié)構(gòu)表面具有形貌依賴性種植“窗口期”廣譜抑菌性能和高效成骨性能和。這為構(gòu)建兼具優(yōu)異成骨性能和抑菌性能的種植體表面提供了一種新的研究視角。
　　鈦生物學(xué)性能老化的研究發(fā)現(xiàn)，不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鈦表面在老化過(guò)程中生物學(xué)性能均下降，其中微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面的生物學(xué)性能老化衰減速度

3、最慢;;不僅如此，研究進(jìn)一步完整揭示鈦表面生物學(xué)性能老化的材料學(xué)本質(zhì)是鈦表面對(duì)空氣中的持續(xù)性累積的碳?xì)浠衔锏奈胶外佔(zhàn)陨碜园l(fā)性氧化導(dǎo)致的無(wú)定形氧化層的增厚。鈦生物學(xué)老化機(jī)制的揭示提供了抗老化研究的理論依據(jù)，可以通過(guò)減少鈦表面的碳吸附和減緩表面氧化的方法阻止/延緩純鈦植入材料的生物學(xué)性能的老化。此外，通過(guò)構(gòu)建微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面也可以獲得一定的抗老化性能。
　　通過(guò)三種減量法結(jié)合構(gòu)建的新型多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面，具有仿破骨細(xì)胞骨吸

4、收陷窩骨基質(zhì)膠原的微結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)新型多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面的體外生物學(xué)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，本研究中構(gòu)建的多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面對(duì)巨噬細(xì)胞極化具有誘導(dǎo)作用，該誘導(dǎo)作用具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴性;多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面可誘導(dǎo)巨噬細(xì)優(yōu)先向抗炎表型極化，而微米尺度結(jié)構(gòu)鈦表面誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞優(yōu)先向促炎表型極化。此外，鈦表面可通過(guò)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的成骨分化，該調(diào)節(jié)能力具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依賴性;多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)鈦表面通過(guò)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化調(diào)節(jié)成骨的能力顯著優(yōu)于