钛材表面功能纳米复合物多层膜的构建及其成骨效应研究

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1、钛材表面功能纳米复合物多层膜的构建及其成骨效应研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：张亚容赵璐指导教师：蔡开勇教授蔡胡燕副教授专业：生物学学科门类：理学重庆大学生物医学工程联合学院二O一五年四月TheConstructionofFunctionalNanocompositeMultilayerFilmsonTitaniumSurfaceanditsEffectonOsseogenesisinvivoAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfi

2、llmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofScienceByZhangYarongSupervisedbyProf.CaiKaiyongAss.Prof.HuYanf.Specialty:BiologyJointCollegeofBiomedicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要钛及其合金为一种常见临床应用金属材料，由于其良好的生物相容性和力学性

3、能，被广泛应用于骨组织修复工程、牙种植体、人工关节等领域。然而，在实际的应用中，钛作为骨修复植入材料，往往由于其金属的生物惰性，使钛材植入体在宿主体内不能积极主动与植入体周边组织发生整合，从而导致植入手术失败。钛材植入体与骨结合的时间除了受材料表面拓扑结构和化学性质的影响，植入体周围的骨量和骨密度也是极其重要的影响因素。目前，我国约有5000万骨质疏松患者，骨质疏松疾病由于骨量流失，骨密度降低，易骨折，手术难度大，植入体不能与疏松的骨头牢固结合，从而导致手术失败。本研究利用层层自组装技术，将透明质酸-阿仑膦

4、酸钠/BMP-2纳米颗粒嵌入到钛材表面Chi/Gel网络体系中。首先，采用酰化反应合成透明质酸-阿仑膦酸钠偶1联物，通过FTIR、HNMR对其表征；运用透明质酸-阿仑膦酸钠偶联物与BMP-2之间的静电相互作用，制备了HA-Aln/BMP-2纳米颗粒，并对颗粒的形貌、酶活性检测、骨骨富集性进行表征；同时体外探究HA-Aln/BMP-2纳米颗粒与成骨细胞及破骨细胞相互作用，考察纳米颗粒对成骨细胞形态、迁移和成骨相关基因表达的影响，以及对破骨细胞分化抑制效应，结果显示纳米颗粒能够促进成骨细胞的分化和抑制破骨细胞活

5、性。最后，利用层层自组装技术，在钛合金植入体表面构建了具有功能性纳米颗粒插层的多层膜结构。通过CLSM、SEM、接触角检测表征功能化纳米颗粒修饰的钛合金植入体；将功能化钛材植入体植入兔骨质疏松模型体内，X光扫描、推出力实验、Micro-CT检测结果表明功能性钛合金植入体具有良好骨整合性，为开发新型钛材骨植入体及技术奠定基础。关键词：钛/钛合金，骨质疏松症，层层自组装技术，HA-Aln/BMP-2纳米颗粒I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTTitaniumanditsalloysarecommonm

6、etalmaterials.Duetoitsgoodbiocompatibilityandmechanicalproperties,theyarewidelyusedinbonetissuerepairengineering,artificialjoints,dentalimplantsandotherfields.However,asimplantedbonerepairmaterial，titaniumcan'tintegratedwithsurroundingbonetissuebecauseofit

7、sinertpropertywhenitwasimplantedintothehost，leadingtothefailureofimplantation.Thecombinationtimeoftitaniumimplantswithnaturebonetissuenotonlydependsonsurfacetopologystructureandchemicalproperties,butalsoontheinfluenceofimplantsurroundingbonemassandbonemine

8、raldensity.Atpresent,ourcountryhas50millionpatientswithosteoporosis,whichischaracterizedwiththereducementofbonemassandbonemineraldensity,resultinginfrequencyoffractureanddifficultyoperation.Itwasalsothemainre