多孔HA-BaTiO3復合材料對成骨細胞功能影響的體外研究.pdf

1、目的:研究HA/BaTiO3（羥基磷灰石/鈦酸鋇）復合生物壓電陶瓷材料的結構因素和極化處理對MG63細胞黏附、增殖和分化等功能的影響，為新型生物壓電植入材料的研發(fā)奠定理論基礎。
　　材料和方法:采用冰模板法(ice-templating method)技術制備致密的和孔隙度分別為40％、50％、60％的多孔HA/BaTiO3復合壓電陶瓷材料，用MTT法行細胞毒性實驗，實驗細胞為小鼠成纖維細胞L929;采用體外細胞實驗將不同孔隙度多

2、孔HA/BaTiO3復合壓電陶瓷材料與成骨細胞共培養(yǎng)，設致密壓電陶瓷組（A組）為對照組、設40％孔隙度組（B組）、50％孔隙度組（C組）、60％孔隙度組（D組）為實驗組，比較各組材料對成骨細胞黏附、增殖和分化功能的影響;取50％孔隙度組HA/BaTiO3復合材料，置于硅油中，110℃下在2.5 kV/mm直流高壓電場中極化20 min，采用體外細胞實驗極化后將復合材料與成骨細胞共培養(yǎng)，設非極化材料組為對照組，極化材料組為實驗組，比較兩組

3、材料對成骨細胞黏附、增殖和分化功能的影響，實驗細胞為人成骨肉瘤細胞MG63。
　　結果:
　　1) MTT檢測結果顯示:90％BaTiO3組，70％BaTiO3組與50％BaTiO3組HA/BaTiO3復合壓電陶瓷材料的浸提液對L929均無細胞毒性;
　　2)不同孔隙度多孔HA/BaTiO3復合壓電陶瓷材料MG63復合共培養(yǎng)培養(yǎng)3、7、14d后，體外細胞實驗檢測MG63增殖，結果顯示:C組＞B組＞D組＞A組，其中B組與

4、D組間細胞數量差異無顯著性(P＞0.05)，其余各組組間比較差異顯著(P＜0.05);掃描電鏡顯示:復合多孔壓電陶瓷材料與MG63復合培養(yǎng)14d后，A組細胞形態(tài)不規(guī)則，平鋪于材料表面，復層生長，幾乎看不到壓電陶瓷材料表面結構，細胞多呈長梭形，偽足較多;B組細胞多呈不規(guī)則多邊形，伸展良好，多個細胞突起牢固附著在材料表面的顆粒間，少量細胞進入孔隙內，形成向內生長的趨勢;C組及D組MG63細胞開始向孔內生長，細胞偽足以吊橋狀附著于孔壁表面雙側

5、顆粒之上，形成細胞橋，部分細胞呈垂直向生長，較多的細胞已長入材料孔隙內，多個細胞突起牢固附著在材料孔壁的顆粒之上且在孔隙內相互連結形成網狀結構;體外實驗3d時檢測MG63分化，B組C組D組試樣堿性磷酸酶(alkaline phosphatase ALP)、骨鈣素(boney-carboxyglutamic acidBGP)含量均高于A組，差異顯著(P＜0.05)，B組C組D組之間含量差異無顯著性(P＞0.05);培養(yǎng)7d、14d ALP

6、、BGP含量C組＞D組＞B組＞A組，其中，ALP含量C組、D組間差異無顯著性(P＞0.05)，BGP含量B組、D組間差異無顯著性(P＞0.05)，其余各組兩兩間差異顯著(P＜0.05)。
　　3)極化處理的多孔HA/BaTiO3試樣與MG63復合共培養(yǎng)培養(yǎng)3、7、14d后，體外細胞實驗結果顯示極化組與非極化組材料間細胞數量、堿性磷酸酶、骨鈣素含量差異無顯著性(P＞0.05)。SEM檢查發(fā)現:7d時成骨細胞細胞形態(tài)不規(guī)則，主要平鋪于

7、材料表面，貼壁生長，細胞多呈長梭形，偽足較多，較多的細胞突起附著在材料表面的顆粒間，極化組進入多孔結構的成骨細胞數量多于對照組，對照組與極化組細胞黏附形貌沒有明顯區(qū)別;14d時細胞形態(tài)同7d時，貼壁生長細胞數量明顯增多，并呈復層生長，形成疊瓦狀或者網狀結構。
　　結論:
　　1)不同BaTiO3含量的多孔HA/BaTiO3壓電陶瓷材料無細胞毒性;
　　2) HA/BaTiO3的結構因素影響MG63細胞功能，不同孔隙度的