二氧化钛纳米管负载蒲公英多糖的生物活性和抗菌性研究

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研究目的:1.研究蒲公英多糖改性后的二氧化钛纳米管涂层对骨髓间充质干细胞的影响。2.研究蒲公英多糖改性后的二氧化钛纳米管涂层对牙龈卟啉单胞菌的影响。3.评价蒲公英多糖改性后的二氧化钛纳米管涂层的生物活性和抗菌性。研究方法:1.二氧化钛纳米管的制备:自制的电解液中,通过阳极氧化法在钛片表面制备管径均匀的纳米管阵列,氧化成功的钛片试件表面呈现多彩色。2.蒲公英多糖的负载:采用无水乙醇/DMSO作为有机溶剂溶解蒲公英多糖,将阳极氧化的钛片置于不同浓度的多糖溶液中,通过物理吸附法负载蒲公英多糖。3.实验分组:设置阳极氧化钛片为对照组(A组),阳极氧化钛片负载不同浓度的蒲公英多糖为实验组:多糖浓度50mg/mL(B组),100mg/mL(C组),200mg/mL(D组)。4.体外细胞和细菌实验:在实验组和对照组的钛片表面培养骨髓间充质干细胞,观测试件表面对细胞粘附、增殖及分化的影响;在实验组和对照组的钛片表面培养牙龈卟啉单胞菌,观测试件表面对细菌活性的影响。5.检测方法:通过场发射扫描电镜(FESEM)观察试件表面形貌,X射线光电子能谱仪(XPS)检测试件表面元素组成,DAPI染色观察细胞在试件表面的粘附伸展情况,CCK-8试剂盒检测细胞在试件表面的粘附、增殖能力,ALP试剂盒检测试件表面细胞的碱性磷酸酶活性,台盼蓝染色法观测试件表面细菌的活性状态。结果:1.场发射扫描电镜(FESEM)下观察试件表面形貌:阳极氧化成功钛片表面可见管径均匀的纳米管阵列,纳米管管壁光滑,直径约80-100nm。实验组(B/C/D)钛片试件可见在纳米管表面及管内有较多白色粟粒状颗粒物沉积,颗粒物的量与蒲公英多糖浓度呈正相关,即蒲公英多糖浓度越高,钛片表面多糖负载量越多,组D>组C>组B。2.X射线光电子能谱仪(XPS)检测试件表面元素组成:实验组和对照组钛片表面均由N、C、O元素组成,实验组特征性C元素峰值显著增高,且与蒲公英多糖浓度呈正相关,即蒲公英多糖浓度越高,特征性C元素峰值越高,组D>组C>组B。3.DAPI染色结果:倒置荧光显微镜下观察四组试件表面骨髓间充质干细胞形态,可见细胞均匀铺展,细胞核呈现明亮蓝色、圆形或椭圆形,细胞质形态不规则,有较多丝状伪足伸出并相互连接。实验组与对照组、各实验组间试件表面细胞形态变化不明显。4.CCK-8细胞早期粘附性检测:随着培养时间的延长,实验组和对照组试件表面细胞粘附数量逐渐增加,在1h时,实验组和对照组试件表面细胞粘附数量无显著性差别;在2h、4h时,实验组试件表面细胞粘附数量显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),各实验组间细胞粘附数量均无显著性差别。5.CCK-8细胞增殖性检测:随着培养时间的延长,实验组和对照组试件表面细胞增殖数量逐渐增多,在细胞培养3d、5d时,实验组试件表面细胞增殖的数量显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),在细胞培养7d时,实验组与对照组、各实验组间细胞增殖的数量均无显著性差别。6.ALP活性检测:随着培养时间的延长,实验组和对照组试件表面的细胞ALP活性有增加趋势,在7d时,实验组试件表面的细胞ALP活性要高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),在细胞培养14d时,对照组与实验组试件表面的细胞ALP活性无显著性差别,且7d、14d时,各实验组间试件表面的细胞ALP活性均无显著性差别。7.细菌活性检测:台盼蓝染色后显微镜下观察细菌活性状态,可见活菌呈现透明,死菌被染成蓝色,实验组(C/D)试件表面死菌数量显著高于对照组(P<0.05),实验组B和对照组试件表面死菌数量无显著性差别,各实验组间试件表面死菌数量为组D>组C>组B,四组试件表面细菌活性为组D<组C<组B<组A。结论:1.二氧化钛纳米管负载蒲公英多糖活性涂层具有良好的生物相容性和生物活性,可促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖,可能参与了骨髓间充质干细胞的成骨分化。2.二氧化钛纳米管负载蒲公英多糖活性涂层具有一定的抗菌性,对牙龈卟啉单胞菌有较强的杀伤抑制作用。
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