电解蚀刻法处理的钛及钛合金表面的对比研究[摘要]目的通过成骨细胞的体外培养，初步探讨钛及钛合金微-纳米三维形貌对成骨细胞生物学行为的影响。方法采用电解蚀刻法在纯钛及钛合金表面构建出不同尺寸的微-纳米三维形貌，并观察其三维结构表面对成骨细胞黏附、增殖、细胞形态、碱性磷酸酶（ALP）活性的影响。结果在成骨细胞的黏附和增殖方面，纯钛组和钛合金组表面均高于纯钛机械抛光组。纯钛组表面细胞胞体饱满，伸出大量伪足，并可见大量功能颗粒。ALP活性显著高于钛合金和纯钛机械抛光组表面。结论通过电解蚀刻法在纯钛和钛合金表面可形成不同直径和深度的碗形巢样及纳米结构；两个表面即30～50μm和5～8μm的表面和光滑表面相比，都明显促进了细胞的附着；30～50μm的纯钛表面更有利于促进细胞的增殖和分化。[关键词]纯钛；钛合金；种植体；成骨细胞；生物学行为；电解蚀刻[]R783.2[文献标志码]A[doi]10.7518/hxkq.2014.06.016纯钛及钛合金以其良好的机械性能和生物相容性，可与骨组织形成骨结合，作为人工种植体被广泛应用于口腔种植领域。研究[1]证实钛及钛合金种植体表面特性影响骨整合率，尤其表面形貌影响成骨细胞的生物学行为及功能状态。目前对种植体表面形貌的研究主要集中在微米形貌和纳米形貌两个方面。研究[2]认为微米形貌能增强机械固位，促进成骨细胞的黏附、分化和细胞外基质的形成和矿化，改变蛋白的构象，促进成骨细胞的定向、黏附、增殖，提高骨整合率。但Meirelles等[3]认为仅有纳米形貌是不足以保证骨整合的，微米形貌对骨整合也非常重要。因此兼具有微纳米三维结构的种植体表面成为未来发展的趋势及研究的热点。本研究采用电解蚀刻法（electrolyticetching，EE）在纯钛及钛合金表面构建出微-纳米三维形貌，研究成骨细胞在两种金属表面的不同生物学行为，初步探讨了纯钛及钛合金微纳米三维结构表面对成骨细胞黏附、增殖、细胞形态、碱性磷酸酶（alkalinephosphatase，ALP）活性的影响。1材料和方法1.1材料和仪器DMEM培养基、胎牛血清（Gibco公司，美国），胰蛋白酶、噻唑蓝（methylthiazolyltetrazolium，MTT）、乙二胺四乙酸钠（ethylenediaminetetraace-ticacid，EDTA）（Merke公司，西德），ALP检测试剂盒（南京建成生物生物工程研究所），圆柱形的纯钛及钛合金试件（沈阳中航钛业公司）。JSM-6700场发射扫描电镜（scanningelectronmicroscope，SEM）、HHW21.420电解仪及电解槽（自制）、AllegraX-12台式离心机、UV-260紫外可见光分光光度计（Beckman公司，美国）。1.2纯钛及钛合金粗化表面的构建采用EE法处理圆柱形的纯钛和钛合金试件（直径为4mm×10mm）底面，以钛为阳极，铂片为阴极，酸为电解液，在一定时间和电流作用下对金属表面进行蚀刻，获得兼具有微-纳米三维形貌的表面。在距电解蚀刻处理面约2mm处切割，形成直径为4mm×2mm试件。试件的一面为电解蚀刻面，另一面是切割形成的表面。实验分为纯钛组（EE1）、钛合金组（EE2）、纯钛机械抛光组（M组）。将上述3组试件用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗10min，干燥塑封，高压锅灭菌消毒，备用。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1.3两种表面的成骨细胞生物学行为1.3.1MG-63细胞培养37℃，5%CO2和100%饱和湿度条件下，用含10%胎牛血清、60U?mL-1青霉素、100U?mL-1链霉素的DMEM全营养培养基培养MG-63细胞。在玻璃培养瓶中加入0.25%胰酶后离心，收集细胞，加入细胞冻存液（含70%培养液、20%胎牛血清和10%二甲基亚砜混匀。置于4℃条件下40min，-20℃条件下2h，然后置于-70℃过夜，最后置于液氮中，长期保存。1.3.2两种不同表面的MG-63细胞增殖能力将经过EE法处理的纯钛及钛合金试件经过高温、高压消毒后，放入到已消毒的96孔培养板中，每孔放置1个试验件，以正常组为对照。用0.25%胰蛋白酶将对数期的MG-63细胞制成单细胞悬液，加入96孔培养板。每孔0.1mL，每个实验组设6复孔。分别于第1、3、5、7天取出一块板后每孔加入10μLMTT（5g?L-1）溶液后继续培养4h，吸出原培养液后每孔加入二甲基亚砜150μL，室温下振荡器振荡15min，使结晶物充分溶解...