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摘要
背景：壳聚糖作为医用金属表面的涂层材料可以有效改善其生物学性能，但单纯壳聚糖存在自身生物活性与成骨诱导能力不足的问题；氧化石墨烯能够提高多种聚合物材料的机械性能和生物相容性，并具有促进成骨分化的作用，将两者结合得到的涂层材料可能具有更好的生物性能和成骨活性。目的：构建氧化石墨烯改性的壳聚糖复合涂层材料，分析涂层材料的表面形貌、化学组成和物理性质，并进一步分析涂层材料对成骨细胞增殖、黏附和成骨分化行为的影响。方法：使用3-氨丙基三乙氧基硅烷对钛片表面进行处理，在钛片表面形成硅烷基团，然后利用戊二醛使壳聚糖与硅烷基团形成交联，分别制备单纯壳聚糖涂层与氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层。通过原子力显微镜、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量系统表征涂层的表面形貌、化学结构及亲水性能。将大鼠成骨细胞直接接种于两种涂层材料表面，通过CCK-8实验、扫描电镜和半定量PCR分析材料对大鼠成骨细胞增殖、细胞铺展与成骨分化的影响。结果与结论：（1）通过原子力显微镜测得氧化石墨烯片层的厚度为2 nm左右；扫描电镜下可见，两种涂层表面均光滑致密，其中壳聚糖分子紧密排列，氧化石墨烯能够均匀分布于壳聚糖中，同时由于石墨烯的加入，壳聚糖表面出现褶皱样形貌；氧化石墨烯-壳聚糖复合涂层的接触角小于单纯壳聚糖涂层（P ＜0.05）；（2）CCK-8实验结果显示，相较于单纯壳聚糖涂层，氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层可促进成骨细胞的增殖；（3）扫描电镜下可见，单纯壳聚糖涂层表面的成骨细胞铺展性较差，氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层表面的成骨细胞表现出更好的铺展状态；（4）半定量PCR检测显示，氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层组碱性磷酸酶、Runx2 mRNA表达量多于单纯壳聚糖涂层组（P ＜0.05）；（5）结果表明，氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层具有良好的理化性能、生物相容性和成骨诱导性能。
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单位西安交通大学口腔医院; 四川大学华西口腔医院; 口腔疾病研究国家重点实验室
