纯钛及钛合金因具有良好的机械力学性能及生物相容性,已广泛应用于矫形外科及口腔临床。然而种植体相关感染仍是一个非常棘手且不易解决的术后并发症之一,再者纯钛本身不能诱导骨沉积,因此,最新研究热点主要是在如何提高种植体表面处理从而达到促进早期骨结合的同时,降低种植体周围感染的发生,能够缩短整体治疗时间,修复因炎症、外伤等造成的骨缺损。本课题组前期构建的包载rhBMP-2,SDF-1和OPG的双层纳米微球具有符合临床要求的释药特性,可以有效抑制破骨细胞活性,诱导骨髓间充质干细胞募集迁移并向成骨向分化成熟,诱导钙盐沉积,形成骨组织。本课题以该双层纳米微球为基础,采用振荡渗涂交联法在微弧氧化纯钛表面构建新型功能性涂层,对涂层的释药特性进行了初步研究,并且对该涂层的体外生物学性能进行了初步评估,以期能够为种植体早期愈合及骨缺损修复治疗提供一条新思路。研究方法:1.以包载rhBMP-2,SDF-1和OPG的双层纳米微球为基础,采用振荡渗涂交联法在微弧氧化纯钛表面构建新型功能性涂层,扫描电镜观察新型涂层的表面形貌。2.初步研究新型功能性涂层体外释药特性。3.通过细胞毒性试验(CCK-8法),口腔黏膜刺激试验以及溶血试验对涂层体外生物安全性进行初步研究。4.分别采用破骨前体细胞和骨髓间充质干细胞与涂层材料共培养的方法,对新型功能性涂层抑制破骨功能的特性以及对骨髓间充质干细胞成骨效应的影响进行体外研究。通过细胞募集实验对新型功能性涂层对干细胞迁移募集的影响进行研究。研究结果:1.通过振荡渗涂交联法在微弧氧化纯钛表面成功制备出新型功能性涂层,扫描电镜下观察该涂层具有良好的表面形貌,低倍镜下可见双层微球几乎占据所有的微孔中,孔隙覆盖率极高,高倍镜下可见微球良好的分布于各微孔中,微球与微球之间,微球与微孔之间均通过明胶紧密交联。2.新型功能涂层的体外释药特性表现为一定的初期突释和后期持久释放;前24小时三种因子各自有约15%-20%从新型功能性涂层中释放,后期缓慢释放可达30天以上。释药特性同双层载药纳米微球相似,且随着pH值的下降,各因子的快速释放效应更明显。3.细胞毒性试验表明新型功能性涂层基本无细胞毒性,口腔黏膜刺激实验表明新型功能性涂层无黏膜刺激性,溶血试验表明新型功能性涂层无溶血性,因此,可初步认为该涂层材料具有良好的体外生物安全性。4.通过破骨前体细胞与涂层材料共培养可以得出该涂层具有一定的抑制破骨细胞成熟分化的作用;通过骨髓间充质干细胞迁移实验可以得出该涂层具有一定的促进干细胞募集迁移的作用;通过骨髓间充质干细胞分化及成骨诱导实验可以得出该涂层一定程度上促进干细胞成骨向分化,并促进钙盐沉积形成骨组织。结论:本课题构建出来的钛种植体表面新型功能性涂层具有良好的表面形貌,体外释药基本符合临床要求,具有良好的体外生物安全性,一定的抑制破骨分化及促进骨髓间充质干细胞迁移募集以及促进成骨向分化成熟的作用。因此,本课题构建的新型钛种植体涂层是一种潜在的能够促进植体早期愈合及促进骨缺损修复的有效方法。