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目的:随着人们生活水平的提高,种植牙已经成为众多缺牙患者的首选。钛种植体虽然具有良好的生物相容性,但是不能促进与骨组织的结合。本研究拟通过微弧氧化技术,将生物活性微量元素与表面微形貌修饰相结合的表面改性策略,在钛植入体上制备一种新的涂层——掺硅的微孔/小球状结构涂层,加强纯钛表面的生物活性,分析该涂层的材料学性能以及其对大鼠骨髓间充质干细胞黏附和成骨分化的影响,为种植体表面处理的设计提供新的思路。方法:1、将商业纯钛材料制备成10mm×10mm×1mm的小块。以0.03mmoL/L的五水磷酸二氢钠（NaH2PO4·5H2O）和0.1mmoL/L的九水偏硅酸钠（Na2SiO3·9H2O）配制电解液。微弧氧化电源型号为WHD-20型,电参数设置为:频率为50Hz,时间为10分钟,电压分别为320V、350V和380V,分别记为MAO-320、MAO-350、MAO-380组,Ti组作为对照组。扫描电子显微镜观察材料表面形貌,X射线衍射仪分析材料表面相组成,能谱仪测定样品的元素组成,利用ImageJ软件和Digimizer软件分析材料表面的微孔和微球的大小和数量,原子力显微镜测量处理前后的表面形貌,通过AFM图像分析,计算涂层的平均粗糙度。以4周大SPF级SD大鼠（中山大学医学院动物实验中心提供）胫骨和股骨作为骨髓间充质干细胞的来源,第2-3代细胞用于本实验。2、荧光染色检测材料表面4h粘附细胞数和细胞骨架伸展情况,用DAPI染细胞核5分钟,荧光显微镜下观察拍照,利用Image-Pro Plus软件统计细胞数量;FIFC-鬼笔环肽染细胞骨架,荧光显微镜下观察拍照,利用ImageJ软件检测平均细胞面积。将BMSCs接种到四组样本表面上,梯度脱水喷金后SEM下观察细胞形态。活-死细胞染色试剂检测细胞活性、EdU染液、Cell Counting Kit-8检测四组材料表面的细胞增殖情况,用ALP试剂测量碱性磷酸酶活性。TRIzol法提取总RNA,RT-qPCR检测成骨相关基因ALP、OCN、BMP2和OSX的表达。所有的实验结果以均值±标准差表示,每一实验均至少重复三次并取得类似结果。采用方差分析（ANOVA）,p<0.05认为有统计学意义（*p<0.05,**p<0.01）。结果:1、SEM结果表明,MAO-320、MAO-350和MAO-380组表面可见大量的微孔/小球状结构,MAO-320组和MAO-350组微孔呈现规则的火山孔状,而MAO-380组微孔呈不规则状。三维AFM图像显示掺硅微弧氧化涂层表面粗糙,呈现典型的多孔和小球状结构,纯钛组的粗糙度明显低于处理后涂层的,其粗糙度随外加电压的增大而增加,所有处理后的样品的粗糙度均为微米级。EDS法检测材料涂层的元素组成,Ti、O、Si、P元素被明显的探测到,随着电压的增大,Si元素的weight%值逐渐增高,而Ti元素逐渐降低。2、MAO-350组材料表面在最初的4h内粘附更多的细胞,平均细胞伸展面积最大,且明显强于MAO-380和Ti组。细胞活死染色结果和活死细胞统计结果可以看出,四组之间无明显差异。EdU染色结果可以看出BMSCs最初的2h内在不同材料表面的增殖效果并不相同,MAO-350组增殖效果更好,且统计结果显示具有显著差异性。CCK-8的结果显示,MAO-350组增殖效果在1、3、7天的增殖效果明显更好,四组对细胞均无明显毒性,MAO-350组更有利于细胞的增殖。通过RT-qPCR检测了成骨相关基因ALP、OCN、BMP2和OSX的表达,从结果可以看出MAO-350组的4个成骨相关基因表达量是明显强于另外三组的。结论:本研究通过调整微弧氧化电压在钛表面制备了一种新型掺硅微孔/小球形貌涂层,该涂层明显促进体外骨髓间充质干细胞的黏附、增殖和成骨分化,而细胞学行为归因于微孔/小球形貌和涂层掺杂硅元素的协同作用。这些结果表明,掺硅微孔/小球种植体涂层在牙科和整形外科中具有潜在的应用前景。