掺锶仿生涂层用于促进微种植体早期骨结合的实验-研究

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1、第四军医大学硕士学位论文缩略语表缩略词英文全称中文全称TiTianium钛OOxygen氧FFluorine氟SrStrontium锶EDSEnergyDispersiveX-raySpectroscopy能量色散型X射线谱BICBone-ImplantContact种植体-骨接触MARMineralAppositionRatio骨矿化沉积率HFHydrofluoricAcid氢氟酸SEMScanningElectronMicroscope扫描电镜AFMAtomicForceMicroscope原子力显微镜FmaxMaximumPull-outForce最

2、大拔出力BMSCsBoneMesenchymalStemCells骨髓间充质干细胞DMEMDulbecco'sModifiedEagleMediumDMEM培养基-1-第四军医大学硕士学位论文掺锶仿生涂层用于促进微种植体早期骨结合的实验研究硕士研究生：高麒导师：李永明副教授辅导教师：孔亮副教授第四军医大学口腔医学院正畸科，西安710032资助基金项目：国家自然科学基金（30900284）中文摘要支抗控制是正畸治疗成败与否的关键，正畸支抗微种植体将反作用力分散于上下颌骨，能最大限度的利用有限的间隙而不会让非目标牙产生任何移动，被称之为“绝对支抗”。同时，由于

3、微种植体植入手术简单易行，安放位置灵活，近年来在错合畸形的正畸矫治中得到了愈来愈广泛的应用。然而，与修复用种植体相比，其较高的失败率仍然困扰着正畸医生。促进支抗微种植体的早期骨结合，将有效的提高微种植体的稳定性，从而提高微种植体成功率。目前促进微种植体早期骨结合的方法，除了提升患者的局部骨质骨量，还可以对正畸支抗微种植体进行宏观结构优化和表面涂层处理。其中针对微种植体的表面涂层处理被认为是促进其早期骨结合的有效方法之一。由于骨组织是由纳米级单元的胶原纤维、矿物盐离子先组装为微米级单元的骨板、哈佛斯（Haversian）系统，然后再进一步组装为宏观的松质骨、

4、皮质骨等结构；因此，从仿生角度而言，如能将种植体表面处理为微纳米化梯度有序的结构，则可使其具备仿生的效果，从而更有利于种植体的骨结合。本课题组在前期的研究也初步证实了微纳米化涂层可以显著促进种植体周围的新骨形成。磁控溅射技术通过利用“辉光放电”效应将靶材分子游离成“带电离子”，再以高能溅射的方式将原子态的靶材沉积在基底材料表面，可制备出纳米级的薄膜涂层。同-2-第四军医大学硕士学位论文时，通过对溅射用靶材的优选，可以将促进成骨和抑制破骨的锶元素载入基底表面，从而改变微种植体的表面生物化学特性，促进微种植体的早期骨结合。本课题借助氢氟酸（Hydrofluor

5、icAcid，HF）酸蚀和磁控溅射方法，以促进成骨和抑制破骨的锶盐为靶材，在正畸微种植体表面构建掺锶的微纳米化仿生涂层，借助细胞学、分子生物学方法以及动物实验，评估该涂层对微种植体早期骨结合的影响，为其临床应用提供实验依据。第一部分：掺锶微纳米化仿生涂层的构建及表面形貌与成分分析方法:纯钛钛片在打磨抛光后置于1.25wt%HF溶液，酸蚀时间30min，再将酸蚀后的钛片作为基底，以钛酸锶为靶材进行磁控溅射处理。按不同阶段的处理方法分为纯钛光滑组（阴性对照组）、HF酸蚀组（阳性对照组）、HF+磁控溅射组（实验组）。使用冷场发射扫描电子显微镜（ScanningE

6、lectronMicroscope，SEM）和原子力学显微镜（AtomicForceMicroscope，AFM）观察3组样本的表面形貌；使用能量色散型X射线谱（EnergyDispersiveX-raySpectroscopy，EDS）系统分析3组样本表面的化学成分。结果:阴性对照组表面较为光滑平整，阳性对照组经过HF酸蚀处理，出现均匀的微米级蚀坑，实验组在酸蚀的基础上经过磁控溅射处理，其表面形成了微纳米化梯度有序的微观结构，EDS系统HF酸蚀组氟元素含量约2.5%左右，氧元素为1.6%，实验组组除了氟、氧元素之外，新增加了锶元素，氧元素含量增加到5.3

7、%，锶元素的含量约1.2%左右。结论:HF酸蚀+磁控溅射技术可以在纯钛表面构建出掺锶的微纳米化仿生涂层。第二部分：掺锶微纳米化仿生涂层对骨髓间充质干细胞（BoneMesenchymalStemCells，BMSCs）的影响方法:体外培养SD大鼠BMSCs，成骨成脂诱导验证其多项分化能力后，接种于实验一所制备的三种样本表面，观察其对细胞生长和粘附的影响，以及不同表面形貌对BMSCs细胞形态的影响。结果:大鼠BMSCs在阴性对照组和阳性对照组样本表面的形态、生长及粘附未见显著差异，实验组表面的细胞形态要明显优于两对照组。-3-第四军医大学硕士学位论文结论:HF

8、酸蚀+磁控溅射技术在纯钛表面构建出的掺锶微纳米化仿生涂层具有良好的