摘要
目的：钛种植体因具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和力学性能而被广泛应用于口腔种植领域。然而，钛种植体与骨组织之间仍然存在接触不良、延迟成骨等问题。针对该问题的解决方法之一是联合应用仿生技术和纳米技术的表面改性策略，从而预防种植体周围炎、无菌性松动等术后并发症，以满足口腔种植临床需求。本实验尝试采用H2O2蚀刻联合高温处理的改性方法，在钛片表面构建仿生纳米结构，对比和优化 SLA 改性处理的表面特性，并通过体外细胞培养和生物活性测试的方法评估其成骨性能，为进一步推动口腔种植修复和维护患者身心健康做出展望。 方法：实验分为对照组、Nano组、SLA组和SLA-Nano组。首先，分别采用单一或组合的方式进行表面改性，表面改性的方法包括过氧化氢蚀刻联合高温处理，大颗粒喷砂、酸蚀。其次，使用扫描电子显微镜、视频光学接触角测量仪、原子力显微镜、X射线衍射仪等仪器测量各组钛片样品的表面特性。最后，使用人骨髓间充质干细胞和模拟体液评估各组钛片样品的体外成骨性能。 结果：实验尝试采用H2O2蚀刻联合高温处理的改性方法，成功地在钛片样品表面构建了多孔伴突刺状纳米结构，该结构模仿了骨组织表面的“网眼状”形貌，并具有锐钛矿相、低粗糙度、高含氧量、高亲水性和高表面能等表面特性。体外研究的结果显示，与对照组、SLA组相比较，Nano组能显著促进hBMSCs的黏附、增殖、成骨分化和细胞外基质的矿化，并具有体外诱导钙磷盐沉积的性能。同时，实验尝试将多孔伴突刺状纳米结构负载于大颗粒酸蚀、喷砂的改性表面上，进一步对比和优化 SLA 钛种植体的表面特性。材料表征的结果显示，多孔伴突刺状纳米结构与 SLA 钛表面结合形成了微/纳米复合结构，显著提升了SLA钛表面的亲水性、表面能和含氧量，降低了SLA钛表面的粗糙度，并将无定形的TiO2层转变为锐钛矿相。体外研究的结果显示，与SLA组相比较，SLA-Nano组中的微/纳米复合结构显著提升了hBMSCs的成骨生物学行为，并获得了体外生物矿化的性能。 结论：实验采用H2O2蚀刻联合高温处理的改性方法，能够稳定地在光滑钛片表面或SLA改性表面上构建多孔伴突刺状纳米结构（Nano组、SLA-Nano组），该结构模仿了骨组织表面的“网眼状”形貌。与大颗粒酸蚀、喷砂的改性表面（SLA组）相比较，Nano组、SLA-Nano显示出锐钛矿相、低粗糙度、高含氧量、高亲水性和高表面能等表面特性，能显著促进hBMSCs的黏附、增殖、成骨分化和细胞外基质的矿化，并具有体外诱导钙磷盐沉积的性能。综上所述，本实验制备的钛表面仿生纳米结构具有良好的表面特性和体外成骨性能，为研究口腔钛种植体的表面改性策略和改善SLA钛种植体的成骨性能提供理论依据。
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