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钛表面以相转移溶菌酶为模版诱导羟基磷灰石涂层的制备

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目的： 随着口腔种植技术的发展，牙种植修复已经成为牙列缺损或缺失的主要的修复手段。纯钛由于其良好的生物相容性而成为了临床应用最广泛的种植体材料。然而纯钛作为一种惰性材料，生物活性较差。因此许多研究通过对种植体表面进行改性来改善纯钛种植体生物惰性的问题。其中，由于羟基磷灰石涂层可以显著提高钛种植体的生物活性而成为近年来应用最广泛的种植体表面改性技术。但是，目前所报道的制备羟基磷灰石涂层技术的方法相对复杂，制造条件较为苛刻，制造成本较高。因此，寻找一种简单、有效、快速制备羟基磷灰石涂层的方法已成为迫切之需。本论文以基于相转变溶菌酶为模版，利用其表面丰富的功能基团，在体外模拟生物矿化的过程，以仿生矿化的方式在纯钛表面形成一层均匀致密的羟基磷灰石涂层。 方法： 1、调节溶菌酶的浓度，还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐TCEP的PH值，而后将各种直径的钛片经过打磨抛光后浸泡于上述两种溶液混合液中，取出后孵育2个小时制得经PTL改性的钛片。利用溶菌酶相转化产物（PTL）表面所含的丰富的功能基团将经过PTL改性的钛片浸泡于CaCl2溶液中完成螯合钙离子的过程，进一步根据静电吸引的相互作用将其浸泡于模拟体液（SBF)中,在体外模拟生物矿化的过程,从而在钛片表面成功的制备出羟基磷灰石涂层。 2、将各组钛片分别进行材料学的表征，利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、高分辨X射线多晶衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱测试（AIR-FTIR）、显微共焦激光拉曼光谱仪（Raman spectrometer）等仪器对相转变溶菌酶为模板的羟基磷灰石生物涂层表面表面形貌、性质和元素组成进行观察和分析。 3、将大鼠骨髓间充质干细胞（BMSC）进行体外培养，将其定值于经过羟基磷灰石生物涂层改性的钛片表面来评价它的生物相容性。用CCK-8法测细胞活性，并使用激光共聚焦显微镜来观察钛片表面成骨细胞形态及其粘附和增殖的情况。用AKP检测试剂盒来测试其表面细胞碱性磷酸酶（ALP）活性，将经过羟基磷灰石生物涂层改性的钛片植入大鼠皮下来观察用该方法制备的羟基磷灰石的骨引导性和骨诱导性。 结果： 1、XPS结果表明经过PTL改性的钛片表面拥有丰富的功能基团（羧基和羟基等）。为羟基磷灰石的生物矿化提供丰富活性位点。浸泡于CaCl2溶液后XPS的结果表明经过PTL改性的钛片可以螯合固定钙离子，为进一步羟基磷灰石的矿化提供成核位点。因此，浸泡于SBF溶液5天后的XPS结果说明经过PTL改性的钛片表面形成一层均匀致密的羟基磷灰石涂层。 2、通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、高分辨X射线多晶衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱测试（AIR-FTIR）、显微共焦激光拉曼光谱仪（Raman spectrometer）等一系列仪器的表征和分析，进一步证明了经过PTL改性的钛片表面确实形成了羟基磷灰石涂层，与天然骨和牙齿中的羟基磷灰石成分相似。 3、一系列的细胞实验的结果证明经过羟基磷灰石改性的钛片具有良好的生物相容性，细胞在其表面铺展形态良好并优于纯钛组。ALP和异位成骨的实验结果说明经过羟基磷灰石改性的钛片相对于纯钛组来说具有更良好的骨引导性和骨诱导性。 结论： 利用相转变溶菌酶（PTL）良好的粘附性和其表面大量的功能基团完成了纯钛表面的基础改性，并为进一步的羟基磷灰石涂层的制备提供依据。根据静电吸引的相互作用，在体外模拟生物矿化的过程，成功的在钛片表面制备出羟基磷灰石涂层。该技术操作过程简单快速、环保温和、并且制备出的羟基磷灰石涂层形貌可控，机械性能稳定，有望实现临床转化成为种植体表面改性的一项新型技术。

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