张洁 祝颂松 姜楠

    口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正颌及关节外科，成都610041

    钛及钛合金因为其优良的性能和生物相容性而被普遍应用于牙科领域[1]。然而，其表面特性常导致早期骨结合效果较差，并导致植入失败[2]。因此研究人员探索了各种改变钛表面结构/化学的方法，以期改善其早期骨结合效果。目前植入体的表面改性策略主要集中在2个方面：化学改性和微几何结构的改性。其中最为常见的改性方法有：植入体表面涂层、酸蚀或者喷砂粗化处理、阳极氧化或微弧氧化处理以及生物蛋白修饰等。在各种表面改性方法中，磷酸酸蚀因能将对骨再生十分有利的磷元素引入植入体表面受到了学者们的广泛关注。研究[3-4]证实，磷酸酸蚀对加速植入体的骨结合有着十分确切的生物学作用。微几何结构的改性也对植入体的生物活性有着十分重要的影响。从仿生学的角度出发，因为天然骨便是微纳米共存的结构，因此这种结构应该对植入体表面的骨再生更为有利。因此，近年来越来越多的研究[5-6]致力于构建植入体表面的仿生形貌，并且大都取得了令人满意的效果。但遗憾的是，利用磷酸酸蚀的方法在植入体表面构建梯度仿生形貌至今少有文献报道，其相关的生物学作用、生物学机制更是值得探究。

    本研究利用特殊压强下碱热磷酸反应法在纯钛植入体表面制备微纳米共存的具备晶体相“磷”的仿生结构，成功地将对成骨有利的磷元素引入植入体表面，提高了植入体的表面能，最为重要的是该表面改性具有微纳米共存的仿生结构，初步探究了该表面改性涂层对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)增殖、黏附以及骨向分化潜能的影响，进而探究其对植入体骨结合的作用。

    1 材料和方法

    1.1 钛植入体表面处理及分析

    1.1.1 表面涂层制备 将一块钛板(纯度99.99%，中国宝鸡钛工业有限公司)加工成直径5 mm、厚1 mm的圆片状(用于细胞实验)和直径1.5 mm、长10 mm的柱状(用于动物实验)。所有钛样品分别使用800、1 200和2 000粒度的SiC砂纸抛光成镜面，随后分别在丙酮、乙醇和蒸馏水中超声荡洗30 min，在真空冷冻干燥机中干燥。

    将材料分成2组。第1组材料表面不做任何处理(未处理钛，cp-Ti)，直接备用。第2组材料进行仿生磷酸化表面改性处理，利用特殊压强下碱热磷酸反应法在纯钛表面制备出微纳米共存的磷酸化涂层，即钛磷钛(TiP-Ti)。方法为：将样品置于2%HPO4和14%H2O2配制的磷酸水溶液中(共200 mL) ......