TiO2纳米管表面聚合物辅助沉积Ta2O5涂层对MC3T3-E1细胞生物学活性的影响

作者：王非凡; 王庆福; 张硕; 李广忠^*

来源：天津医药, 2023, 51(08): 803-808.

• 钛
• 纳米管
• Ta
• Ta2O5涂层
• 聚合物辅助沉积
• 表面改性
• 生物活性

目的 探讨TiO2纳米管表面聚合物辅助沉积五氧化二钽(Ta2O5)涂层对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1生物学活性的影响。方法 制备出Ta/TiO2纳米管(Ta/NT组)、Ta2O5/纯钛(Ta2O5/PT组)及Ta2O5/TiO2纳米管(Ta2O5/NT组)3组样本，其中后2组的Ta2O5涂层通过聚合物辅助沉积法制备。对3组样品进行表征检测：扫描电镜(SEM)观察表面形貌，X射线光电子能谱(XPS)分析表面元素组成，X射线衍射(XRD)检测表面化合物。选用MC3T3-E1细胞探讨3组样品对细胞生物学活性影响；荧光显微镜观察细胞骨架和细胞核的黏附；CCK-8法测定细胞活性；检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性；茜素红染色后半定量分析钙沉积；Real-time PCR检测成骨标志基因重组人骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、ALP、骨钙蛋白(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的基因表达。结果 SEM图像显示Ta2O5/NT组表面可见TiO2纳米管基底表面覆盖片状、带状交联的微-纳米级Ta2O5涂层结构；XRD显示Ta2O5/NT组的TiO2纳米管呈现微量的脱矿钛及金红石晶体结构；与Ta/NT组比，Ta2O5/NT组和Ta2O5/PT组黏附细胞核密度较高，细胞骨架块状、丝状结构相对较大，交联、团簇状较多，细胞骨架张力较大，具有较高的细胞活力；茜素红染色样本半定量分析显示Ta2O5/NT组、Ta/NT组、Ta2O5/PT组钙沉积量依次降低(P<0.01);Ta2O5/NT组、Ta/NT组和Ta2O5/PT组7 d和14 d的ALP活性、钙沉积量和ALP、OCN、OPN mRNA含量依次降低，14 d Ta2O5/NT组的BMP-2 mRNA含量在3组中最高(P<0.05)。结论Ta2O5/TiO2纳米管复合涂层可促进MC3T3-E1细胞黏附、细胞活性、ALP活性、矿化及成骨相关基因的表达，有利于其生物学活性的发挥。

• 单位
  西北有色金属研究院; 天津市口腔医院; 南开大学