纳米尺度表面粗糙度可影响羟基磷灰石陶瓷的生物学性能

作者：刘丹; 吴永豪; 李向锋; 朱向东; 张兴栋

来源：中国组织工程研究, 2018, 22(18): 2903-2909.

DOI：10.3969/j.issn.2095-4344.0883

• 羟基磷灰石类
• 纳米结构
• 细胞增殖
• 组织工程
• 羟基磷灰石
• 生物陶瓷
• 表面粗糙度
• 接触角
• 蛋白吸附
• 间充质干细胞
• 生物材料

背景:羟基磷灰石陶瓷是临床常用的生物活性陶瓷,其表面微结构的精确调控对材料的生物学性能有重要影响,需要更加深入的研究。目的:考察羟基磷灰石陶瓷表面粗糙度对材料润湿性、蛋白吸附及间充质干细胞增殖的影响。方法:采用湿化学沉淀法合成羟基磷灰石前驱粉体,冷等静压成型后高温烧结制得羟基磷灰石陶瓷;通过不同磨抛处理调控陶瓷表面粗糙度(获得3个试样:未经任何磨抛处理、精磨处理、抛光处理),测试其微观形貌、表面粗糙度和接触角。体外实验检测不同粗糙度羟基磷灰石陶瓷表面对牛血清白蛋白的吸附。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于3种表面粗糙度羟基磷灰石陶瓷表面,培养1,3,5 d,CCK-8法检测细胞增殖,同时采用激光共聚焦显微镜观察陶瓷表面细胞形态。结果与结论:(1)未经任何磨抛处理陶瓷表面高低起伏较大,具有较高的粗糙度;与未经任何磨抛处理陶瓷相比,经过精磨处理陶瓷表面的粗糙度较降低,表面仍有一定起伏;经抛光处理的陶瓷表面平整光滑;(2)未经任何磨抛处理、精磨处理、抛光处理陶瓷表面的粗糙度分别为448.4,229.9,18.6 nm,组间两两比较差异有显著性意义;(3)抛光处理陶瓷表面的接触角高于未经任何磨抛处理与精磨处理陶瓷(P<0.01);(4)羟基磷灰石陶瓷对牛血清白蛋白有较强的吸附亲和性,且受表面粗糙度和蛋白溶液初始浓度影响:表面粗糙度越大,陶瓷吸附牛血清白蛋白的量越大,且随蛋白溶液初始浓度增加而进一步增大;(5)表面粗糙度影响羟基磷灰石陶瓷表面骨髓间充质干细胞的增殖,细胞在所有羟基磷灰石陶瓷表面均表现出良好的贴附和生长状态,但在粗糙度低的陶瓷表面增殖速度更快;(6)结果表明,羟基磷灰石陶瓷表面粗糙度对其亲疏水性、蛋白吸附及细胞增殖和生长有较大影响。

• 出版日期2018
• 单位四川大学