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目的:试图通过微弧氧化法将钛金属假体的微孔涂层中注入硅离子,以制备含硅离子的微弧氧化微孔涂层,并检测其表证。方法:在微弧氧化电解液中引入硅酸钠,制备含硅离子的微弧氧化微孔涂层,然后对微孔涂层的形貌特征、化学组成,以及离子溶出物等进行表证。结果:检测显示在钛金属表面的微弧氧化涂层中,已形成含多孔的纳米级的氧化钛涂层,并同时含有一定浓度的硅离子,而相组成均为锐钛矿TiO2。将含硅离子的微弧氧化微孔涂层与未含硅离子的微弧氧化微孔涂层进行比较,结果显示已注入的硅离子并未显著改变微孔涂层的形貌特征和相组成。微弧氧化硅离子在微孔涂层中的各离子成份呈均匀分布,当浸泡于缓冲溶液中,涂层能向溶液中释放硅、钙、磷等离子。结论:微弧氧化法不但能对钛金属表面进行微孔涂层,尚能在进行微孔涂层的同时注入硅离子,且硅离子的注入仍能维持微孔涂层原有的形貌特征和相组成。微弧氧化硅离子微孔涂层所显示的相对较低溶解率,表明它有可能是未来人工关节假体微孔涂层的更有效方法和更理想涂层材料。目的:探讨微弧氧化硅离子微孔涂层对成骨细胞MC3T3-E1粘附活性的影响。方法:以Si-TiO2作为实验组,以TiO2和Ti作为对照组,分别按一定的密度接种MC3T3-E1细胞进行培养。碘化丙啶(PI)染核,观察细胞4和12小时在各材料表面附着的数量;MTT法分别在1,4,12和24小时检测附着于各材料表面的成骨细胞数;扫描电镜于4和12小时观察成骨细胞在各材料表面的铺展情况;鬼笔环肽染色倒置荧光显微镜观察4和12小时各材料表面细胞的骨架蛋白的表达。结果:在接种MC3T3-E1细胞4和12小时后的PI染色结果显示,附着于Si-TiO2表面的细胞数显著多于其它两组;在接种MC3T3-E1细胞4、12、24小时后的MTT检测结果表明,附着于Si-TiO2表面的细胞数较其它两组显著增多,并有统计学意义(P<0.05);对4和12小时后的细胞铺展和表面细胞骨架蛋白的表达进行检测,结果显示Si-TiO2组的细胞铺展优于其它两组,而表面细胞骨架蛋白的表达也多于其它两组。结论:人工关节假体表面的含硅微弧氧化涂层材料能有效促进成骨细胞MC3T3-E1的早期粘附。目的:探讨微弧氧化硅离子微孔涂层对成骨细胞MC3T3-E1增殖活性的影响。方法:以Si-TiO2作为实验组,以TiO2和Ti作为对照组,分别接种MC3T3-E1细胞进行培养。在3天和5天后,用碘化丙啶(PI)染核,观察接种细胞在在各材料表面的增殖数量;MTT法分别在1,3,5和7天检测各材料表面成骨细胞增殖数量;以流式细胞仪分析1,3,5,7天细胞周期情况。结果:PI染色结果直观表明,在3天和5天组的Si-TiO2表面细胞增殖数较其它两组显著增多;MTT检测结果表明,Si-TiO2组在3天和5天后的表面细胞增殖数显著多于其它两组,有统计学意义(P<0.05)。在细胞接种后的第1天和第7天,各材料组的表面细胞增殖数无统计学差异(P>0.05);细胞周期分析结果显示:在培养第3,5天时,Si-TiO2组G0/G1期细胞百分比则明显低于其余两组(P<0.05),而S期,G2/M期细胞百分比明显高于其余两组(P<0.05)。结论:微弧氧化硅离子微孔涂层能有效促进成骨细胞MC3T3-E1在其表面增殖,其促成骨细胞增殖的能力可能与上调S期及G2/M期细胞比例并同时降低G0/G1期细胞的比例有关。目的:探讨微弧氧化硅离子微孔涂层对成骨细胞MC3T3-E1分化能力的影响。方法:以Si-TiO2作为实验组,以TiO2和Ti作为对照组,分别接种MC3T3-E1细胞进行培养。分别于第1、3、5、7天四个时间点收集标本,检测碱性磷酸酶(ALP)活性;以定量RT-PCR法检测成骨细胞分化标志物I型胶原(Coll 1)、碱性磷酸酶及骨钙素(OC)的基因表达情况。结果:各组ALP活性随培养时间的增加呈现出逐渐增高的趋势,但Si-TiO2组ALP活性在第3,5天时明显高于其余两组。第7天时,各组ALP活性无统计学差异;各组ALP基因表达随培养时间的增加呈现出逐渐增加的趋势,但Si-TiO2组ALP基因在第3,5天时明显高于其余两组。第7天时,各组ALP基因表达无统计学差异;Coll 1的基因表达于第1, 3天两个时间点在各组之间无明显差异,但第5,7天时,Si-TiO2组的表达量明显高于其余两组(p < 0.05);各组OC基因表达随培养时间的增加呈现出逐渐增加的趋势,第1,3,5天时,各组OC活性无统计学差异,第7天时,Si-TiO2组OC表达明显高于其余两组(p < 0.05)。结论:微弧氧化硅离子微孔涂层除能促进MC3T3-1细胞的早期分化外,还具有促进其晚期分化的能力,这可能与该涂层材料释放的硅离子有关,表明微弧氧化硅离子微孔涂层是一种生物活性良好的涂层材料。目的:探讨微弧氧化硅离子微孔涂层对成骨细胞MC3T3-E1活性影响的可能信号传导通道。方法:以Si-TiO2作为实验组,以TiO2和Ti作为对照组,分别接种MC3T3-E1细胞进行培养。分别于第1、3、5、7天四个时间点收集标本,检测整合素α1,α3,α5,β1及FAK,ERK1/2的基因表达。结果:在接种第1天,各组整合素β1的表达无统计学差异(P>0.05),在接种第3,5,7天,Si-TiO2组整合素β1的表达显著高于其余两组(P<0.05);各组整合素α1及α3的表达随着培养时间的延长而增加,但各个时间点三种材料表面整合素α1及α3表达无统计学差异(P>0.05),第1,3天时,各组整合素α5表达无统计学差异(P>0.05),而第5,7天时,Si-TiO2组整合素α5表达显著高于其余两组(P<0.05)。第1天时,各组FAK表达无统计学差异(P>0.05),而第3,5,7天时,Si-TiO2组FAK表达显著高于其余两组(P<0.05);各组ERK2表达随着培养时间的延长而增加,但各个时间点这三种材料表面的表达无统计学差异(P>0.05);第1天时,各组ERK1的表达无统计学差异(p>0.05);随着时间的延长,各材料表面细胞FAK的表达量不断增加。第3,5,7天,Si-TiO2组ERK1的表达显著高于其于两组,差别有统计学意义(p<0.05)。结论:Si-TiO2可能通过丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)信号途径影响细胞活性。