研究背景为了使种植体植入后能尽早功能负荷,尽可能缩短临床愈合时间,能长期抵抗口腔细菌的感染以维持种植体的功能稳定,大量研究尝试进一步改善钛种植体的表面特性以建立和维持软组织-种植体生物封闭和种植体-骨结合的良好状态。利用纳米结构的优异性能,在纳米级别上研究改善种植体性能的方法是目前一大热点。目前在纳米级水平上,有着相同表面结构的标准表面还无法制得,电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列工艺相对简单,可实现Ti02纳米管阵列管径、管长和形貌的可控制备,有助于进一步从细胞和分子水平深入研究纳米表面与种植体周围组织之间的界面作用。已有研究证明Ti02纳米管阵列有利于骨形成,也有利于填充掺杂活化,但Ti02纳米管在掺杂生物活性物质前后与种植体周围组织之间的界面作用尚需要深入研究。研究目的(1)研究Ti02纳米管的制备工艺及生物学特性,研究其在促进纯钛骨结合及纤维结合中的可能效应；(2)研究载辛伐他汀纳米胶束的制备工艺及生物学特性,尝试改进骨生物活性药物效能的理想剂型；(3)研究纳米管-胶束联合缓释辛伐他汀的效应及其骨细胞学效应,为研制具备生物学活性的钛种植体提供一种新的思路及活化修饰方法。研究方法(1)以阳极氧化法制备大管径Ti02纳米管阵列,并于纳米管内加载小牛血清蛋白(BSA)并测定负载率；环境扫描电镜(SEM)观察试样的表面形貌及结构,X射线光电子能谱(XPS)分析试样表面元素构成,测量试样表面接触角并计算材料表面自由能(SFE),表面轮廓仪观察试样表面轮廓并测量算术平均粗糙度(Ra);环境SEM观察人牙龈成纤维细胞(HGF)在试样表面的形态学变化；激光共聚焦显微镜(CLSM)观察免疫荧光染色计数法检测HGF在试样表面早期粘附率；MTS法检测细胞在材料表面的增殖活力；实时定量PCR (QT-PCR)检测TiO2纳米管负载BSA前后对HGF中Ⅰ型胶原蛋白(COL-1)基因表达的影响；酶联免疫吸附检测(ELISA) HGF细胞外基质中COL-1的分泌量。(2)以透析法制备载SV PECL纳米胶束,采用动态光散射仪(DLS)测定胶束的粒径和分布,以原子力显微镜(AFM)观察胶束的形貌,以紫外法测定载药胶束的载药量和包封率,体外释放实验检测胶束的缓释功能；并以CCK-8法、碱性磷酸酶(ALP)活性比色测定法、茜素红染色、QT-PCR、免疫印迹法(Western blot)等方法分别检测载药胶束对人成骨样MG63细胞的增殖、ALP活性、钙化沉积、BMP2基因表达、BMP-2的蛋白表达的影响。(3)将纳米胶束负载于纯钛TiO2纳米管内,研究纳米管纳米胶束联合缓释SV的效应；通过场发射SEM观察、CLSM观察免疫荧光染色计数法、MTS法、ALP活性比色测定法、ELISA等方法研究MG63细胞在Ti02纳米管表面负载载SV胶束前后形态学、早期粘附率、增殖活力、ALP活性、骨钙素(OC)含量等的变化。(4)使用SPSS17.0软件进行数据分析,采用单因素方差分析和析因设计资料的方差分析。单独效应时以Levene法进行方差齐性检验,方差齐者以Bonferroni法进行两两比较,而方差不齐者以Tamhane’T2法进行两两比较进行检验,检验水准取a=0.05。结果(1)纯钛表面成功了制备以锐钛矿相为主要晶形结构的,管径为80-100nm的大管径TiO2纳米管阵列。BSA可成功加载于纳米管内,200μg、400μg、600μg BSA在纳米管内的负载率均可达99%以上。XPS分析Ti02纳米管表面富含-OH基团。单纯抛光钛表面、TiO2纳米管表面、载BSA纳米管表面三者均属于光滑表面,其亲水性、SFE、Ra值是依次增加的,三者HGF早期粘附率也是逐渐增加的。纳米管表面能提高HGF的早期粘附率和晚期增殖活力,增加细胞内COL-1基因的表达又可在某些时候增加细胞分泌COL-1的含量；载BSA纳米管表面虽能增加HGF的早期粘附率,但可降低其晚期增殖活力,减少COL-1基因的早期表达而增加其晚期表达,且在任何时间点均减少细胞分泌COL-1的含量。(2)AFM可见载SVPECL胶束近似球形,大小不甚均匀,直径约80nm,与DLS测定结果一致。体外释放实验和细胞学实验采用的载SV PECL胶束,PECL:SV为100：10,其包封率为78.94±11.51%,载药量为7.89±1.15%。载SV PECL胶束达到最高累积释放率的时相较相同含量的SV延长。载SV纳米胶束在2.5×10-7M时降低增殖活性的程度较SV低,可增加钙化面积并出现了最大的早期钙化结节；在2.5×10-7-2.5×10-10M时增加ALP活性的程度均较SV高,可增加BMP2基因的蛋白表达。(3)纳米管-纳米胶束联合释放SV的时相比相同SV含量的载药胶束稍有延长,二者的最高累积释放率一致。Ti02纳米管表面负载载SV纳米胶束前后都能提高MG63细胞的早期粘附率和早期的ALP活性,负载胶束后作用更明显。纳米管表面负载胶束前后对MG63细胞的增殖活力均无影响。载SV纳米胶束纳米管表面能同时增加MG63细胞内、外的OC含量,Ti02纳米管表面则可增加细胞内OC含量却降低了细胞外的OC含量。结论(1)TiO2纳米管表面能促进HGF的早期粘附,又有望在种植体颈部形成致密的结缔组织封闭环,可成为种植体领口表面的选择之一；负载血清蛋白后是否影响结缔组织封闭环的形成有待进一步研究。(2)载SV PECL胶束具有缓慢释放SV的功能,可比SV显示出更好的生物学效能,故PECL胶束有望成为一种药物缓释载体以提高SV的生物利用度。(3)TiO2纳米管表面负载载SV PECL纳米胶束前后都有望促进钛种植体表面的接触性骨形成,进而促进种植体的早期骨结合,而且载SV纳米胶束纳米管表面的成骨效能较纳米管表面会更强。(4)纳米管是纳米胶束的良好载体,具有缓释作用,两者结合可更好体现药物的缓释效应,使负载的骨生物活性物质可缓慢释放集中作用于种植体-骨界面,为形成具有生物活性的种植体表面的研究提供一种可行的新思路。