飞秒激光钛合金表面微纳复合结构生物相容性研究

作者：刘洋; 程威; 司雲朋; 韩标; 李瑞欣; 徐云强; 张西正

来源：医用生物力学, 2019, S1: 60-61.

• 飞秒激光
• 钛
• 微纳结构
• 生物相容性

目的钛及钛合金因其良好的生物相容性和力学性能被作为植入体而广泛应用于生物医疗领域。传统的脊柱外科椎间融合器缺乏仿生学,导致病人在植入手术之后出现早期骨整合速度慢的问题。而表面改性能够提高其生物相容性。本文在钛合金表面构建具有周期性表面波纹形貌的三维微钠复合结构,探讨此表面微钠复合结构对成骨细胞生物学行为的影响。方法通过飞秒激光与喷砂技术在钛合金表面分别形成粗糙度为100～300 nm的纳米周期性表面波纹结构以及3.2±0.15μm的凹坑样结构。将成骨细胞分别接种于抛光表面、单纯微米表面、单纯纳米表面以及微纳复合表面,进行体外共同培养。采用MTT法评价细胞在1、3、5 d的钛合金表面细胞增殖率;扫描电镜观察1、3、5 d细胞形态变化;碱性磷酸酶功能实验对1、3、5 d细胞活性进行检测。结果成骨细胞在微纳复合结构钛合金表面的细胞增殖率、碱性磷酸酶活性检测结果高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。扫描电镜观察细胞在微纳复合结构钛合金表面细胞形态良好,在材料表面呈梭形或长条状生长,细胞伸展出大量的丝状伪足,伪足与材料表面紧密锚接;单纯微米表面主要为梭形细胞伸出伪足较少;抛光钛及单纯纳米表面成骨细胞有一定细胞伸展,丝状伪足少,提示细胞生长状态差,表面黏附能力低。结论具有周期性表面波纹形貌的微纳复合结构的钛合金表面能促进体外成骨细胞的黏附、伸展、增殖功能,因而具有良好的生物相容性,对促进早期的钛植入体骨整合具有积极影响。

• 单位
  天津医科大学总医院; 天津市口腔医院; 天津理工大学