第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

40 / 2020-09-11 11:32:54

纳米结构与I型胶原协同改善钛基植入体成骨活性

钛植入体,表面改性,骨生成,血管生成,骨免疫调节

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骨科植入体体内骨整合过程主要涉及免疫调节、血管新生和新骨生成及其交互作用。这些过程均发生于植入体表面及近表面，因此通过表面改性有望对其进行干预，进而提高植入体骨整合性能。本研究采用物理吸附固定、聚多巴胺共价偶联和胶原/透明质酸层层自组装技术，在碱处理的纯钛表面构建了具有不同胶原含量的改性层，并探讨了表面改性层对成骨相关细胞行为以及细胞间交互作用的影响。结果表明，聚多巴胺共价偶联的胶原涂层具有高亲水性和高粗糙度的纳米网结构，且胶原含量较高，涂层稳定性好，而物理吸附固定样品表面的胶原含量较少。层层自组装形成的胶原/透明质酸涂层虽提高了表面胶原含量，但覆盖了材料表面碱处理后的纳米结构。生物学实验显示，聚多巴胺共价偶联的胶原涂层不仅可以促进成骨细胞的成骨分化和内皮细胞的血管生成，而且可正向调控成骨/内皮细胞间的交互作用。同时，可抑制巨噬细胞的炎症反应，使其极化为M2表型，以促进成骨分化和血管生成。本研究结果突显了钛基植入体表面纳米结构和I型胶原的协同作用对骨生成/血管生成和骨免疫调节的积极影响，有望进一步改善骨整合。