C-C復(fù)合材料表面改性及其細(xì)胞毒性的研究.pdf

1、目的:本文旨在通過(guò)體內(nèi)、體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，對(duì)比熱解炭涂層炭/炭復(fù)合材料(C/C+Pyc)、純鈦(Ti)、羥基磷灰涂層炭/炭復(fù)合材料(C/C+HA)三者的細(xì)胞毒性的情況及對(duì)成骨細(xì)胞粘附進(jìn)行評(píng)價(jià)、以及三種材料對(duì)成骨細(xì)胞活性、增殖和分化能力的影響和脫落粉末無(wú)表面改性炭炭材料比較表面改性涂層炭炭復(fù)合材料植入體內(nèi)粉末脫落情況，同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)探索炭炭涂層材料作為新型體內(nèi)植入物的可行性。本課題主要研究用電子顯微鏡掃描(SEM)、X射線衍射分析儀(XRD)研

2、究了純鈦、羥基磷灰涂層炭/炭復(fù)合材料、熱解炭涂層炭/炭復(fù)合材料三種材料的表面形貌的組成。為進(jìn)一步的臨床應(yīng)用研究提供前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也為C/C表面改性涂層材料作為新型體內(nèi)植入物的可行性提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　方法:本課題主要實(shí)驗(yàn)根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886.1-2001的規(guī)定，按照外科植入物的生物相容性評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　1.選取12只新西蘭大白兔，將脫落粉末無(wú)表面改性炭炭材料、解炭涂層炭/炭復(fù)合材料兩種材

3、料，分別植入臀中肌內(nèi)，分別觀察2、4、8周通過(guò)HE染色對(duì)以上材料觀察粉末脫落程度。
　　2.人的成骨細(xì)胞傳代培養(yǎng)，待細(xì)胞傳代培養(yǎng)幾乎穩(wěn)定后，將三種不同金屬實(shí)驗(yàn)材料與成骨細(xì)胞置于一起培養(yǎng)。
　　3.將本課題實(shí)驗(yàn)金屬材料分成三組，A組（純鈦TI）為陰性對(duì)照組;B組HA涂層C/C復(fù)合材料(C/C+HA)為陽(yáng)性對(duì)照組;C組熱解炭涂層炭/炭復(fù)合材料(C/C+Pyc)為實(shí)驗(yàn)組各40片，先通過(guò)超聲波清洗，后用滅菌備用。
　　4.采用

4、人的額骨成骨細(xì)胞-AM+PI+DAPI染色試劑的熒光染色對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞染色、采用MTT法對(duì)成骨培養(yǎng)細(xì)胞的活性測(cè)定，來(lái)綜合整體評(píng)價(jià)三種材料對(duì)人額骨成骨細(xì)胞的粘附與增殖影響。
　　5.采用人的額骨成骨細(xì)胞肌動(dòng)蛋白(actin)+β微管蛋白+DAPI的免疫熒光染色、額骨成骨細(xì)胞堿性磷酸酶(ALP)活性功能的測(cè)定，來(lái)綜合評(píng)價(jià)細(xì)胞的分化與成熟。
　　6.采用RT-PCR檢測(cè)人的額骨成骨細(xì)胞Ⅰ型膠原蛋白BMP-2、OSTCmRNA表達(dá)的相對(duì)

5、變化量、同時(shí)對(duì)各種材料表面的細(xì)胞生長(zhǎng)通過(guò)掃描電鏡觀察得出結(jié)果，來(lái)整體評(píng)價(jià)額骨成骨細(xì)胞成骨鈣化的能力。
　　7.數(shù)據(jù)用x±s表示，采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各實(shí)驗(yàn)組組間比較采用單因素方差分析(One-wayANOVE)，多個(gè)樣本均數(shù)間的多重比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)果:1.通過(guò)HE染色觀察以上兩種植入體內(nèi)材料全部在體內(nèi)原來(lái)位置，術(shù)中見(jiàn)脫落粉末的無(wú)表面改性炭炭材料仍出現(xiàn)嚴(yán)

6、重炭粉脫落，表面改性的熱解炭炭/炭涂層復(fù)合材料通過(guò)加工處理后植入體內(nèi)可見(jiàn)炭粉脫落情況明顯好轉(zhuǎn)。
　　2.人的額骨成骨細(xì)胞-AM+PI+DAPI的熒光染色、MTT法成骨細(xì)胞活性測(cè)定:隨著材料-成骨細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，B、C各組材料與A組材料相比更有利于人的額骨成骨細(xì)胞的增殖，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);B、C兩組材料對(duì)人額骨成骨細(xì)胞的毒性相差不是很大，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　3.采用人的額骨成骨細(xì)胞肌動(dòng)蛋白(

7、actin)+β微管蛋白+DAPI的免疫熒光、對(duì)人額骨成骨細(xì)胞堿性磷酸酶(ALP)活性功能測(cè)定:隨著材料-成骨細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間的增加，B、C各組材料與A組材料相比更有利于細(xì)胞的分化與成熟，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);B、C兩組材料之間對(duì)細(xì)胞的分化與成熟的作用相差不大，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　4.采用RT-PCR測(cè)定人的額骨成骨細(xì)胞Ⅰ型膠原蛋白mRNA表達(dá)量的變化、通過(guò)掃描電鏡對(duì)各組材料表面成骨細(xì)胞進(jìn)行觀察，表明:B、

8、C組材料比A組材料仍具有更強(qiáng)的成骨鈣化能力，促使成骨細(xì)胞鈣化，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);對(duì)B、C兩組材料促使成骨鈣化能力比較，兩者促使成骨鈣化能力相差不大，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　結(jié)論:熱解炭C/C涂層復(fù)合材料通過(guò)表面改性后對(duì)人額骨成骨細(xì)胞無(wú)明顯毒副作用，與羥基磷灰石涂層C/C復(fù)合材料相比對(duì)促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖、成骨鈣化、生物相容性等方面接近，為熱解炭C/C涂層復(fù)合材料將來(lái)作為臨床的新型生物植入材料提供了前期的實(shí)驗(yàn)依