摘要
钛及钛合金在骨科及整形外科手术中已被广泛应用。然而，作为传统金属材料，钛材表面存在惰性氧化层，影响其与宿主的骨整合。因此，对钛材表面进行仿生功能化修饰以改善其生物惰性，对于提高其与宿主的整合能力非常重要。骨组织修复是一个复杂的动态过程，涉及多种细胞及生物化学、力学因素的调控作用。如何赋予钛材主动调控骨损伤修复的生理功能，具有潜在的临床应用价值。本论文中，我们首先利用微弧氧化及碱热两步法制备了具有羟基磷灰石沉积的微结构钛材，进而在钛材表面构建多巴胺涂层，通过多巴胺涂层的粘附性负载功能肽 LL-37。我们通过一系列体外细胞实验和体内动物实验对所制备材料的间充质干细胞招募功能及促骨再生的能力进行验证。主要研究内容及结论如下： 1.负载功能肽LL-37的微结构钛材的制备与表征 利用微弧氧化技术及碱热法处理钛材，得到具有羟基磷灰石沉积的微结构钛材。随后通过构建多巴胺涂层，负载功能肽 LL-37。SEM、AFM、XRD、XPS、接触角测试及功能肽 LL-37 释放实验证明：已成功在微弧氧化处理后所得的多微孔钛材表面沉积有羟基磷灰石；功能肽 LL-37 已成功负载到材料表面，并表现出了早期快速释放，随后长期缓慢释放的释放规律，三组具有不同负载量的实验组的累积释放量分别为4.4μg, 12.6μg及41.6μg。 2.负载功能肽LL-37的微结构钛材的体外实验研究 本研究以大鼠骨髓间充质干细胞为研究对象，考察了所制备材料对于间充质干细胞的募集、早期粘附能力、增殖、旁分泌作用及成骨分化能力的影响。结果表明，功能肽 LL-37 的负载有效地促进了间充质干细胞的募集及旁分泌作用，而不影响其早期粘附、增殖及成骨分化能力；具有羟基磷灰石沉积的微结构却可以有效地促进间充质干细胞的早期粘附、增殖及成骨分化能力。总体上讲，我们所制备的材料可促进间充质干细胞的募集、早期粘附、增殖、旁分泌作用及成骨分化。 3.负载功能肽LL-37的微结构钛材的体内实验研究 本研究中我们构建了大鼠股骨缺损模型，通过将所制备的钛钉进行植入手术，进一步考察其在动物体内招募内源性间充质干细胞及促进骨组织再生的能力。结果表明，所制备的材料在术后 1，4，7 天可以有效促进内源性间充质干细胞募集到损伤部位周围；在术后28天可显著地促进骨组织再生。
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