氨基等离子体表面活化改性纯钛种植体的细胞毒性和遗传毒性研究

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1、氨基等离子体表面活化改性纯钛种植体的细胞毒性和遗传毒性研究CytotoxicityandGenotoxicityofamino-groupFunctionalizationonTitaniumImplantSurface作者姓名：郭天奇专业名称：口腔医学指导教师：周延民教授学位类别：口腔医学硕士答辩日期：2015年5月27日I中文摘要氨基等离子体表面活化改性纯钛种植体的细胞毒性和遗传毒性研究目的与背景：骨整合（Osseointegration）即种植体和骨组织之间直接相连，其界面没有软组织连接，该理念既为现代种植学奠

2、定了生物学基础，又是评价种植义齿是否成功的临床金标准。然而，作为惰性金属，纯钛本身的生物活性并不强，并且不具有局部诱导成骨能力，近年来，通过对纯钛及钛合金种植体进行表面改性处理，可以有效提高纯钛的生物活性，进而增强种植体的骨整合强度，并缩短种植体的骨愈合时间。如何找寻一种也在近几年成为了学者们关注热点问题。本课题组前期采用低温等离子体，将氨基引入纯钛表面，并探究了该种植体的理化性质及生物活性，前期实验结果提示：氨基等离子体活化改性的纯钛表面可以促进成骨细胞在其表面的早期增殖和粘附，对成骨细胞的矿化有着促进作用，并且可

3、以促进羟基磷灰石在其表面的沉积。种种结果表明：氨基等离子体表面活化改性可以提升纯钛的生物活性，该种表面处理的种植体有促进局部骨再生，提升骨整合效果及速度的能力。ISO-10993-3-2009及ISO-10993-5-2009标准规定：进入体腔内30天的生物材料，必须评价其遗传毒性及细胞毒性。探究该种表面处理的材料是否可以作为牙种植体长期留存在体内，对其遗传毒性及细胞毒性的评价势在必行。方法：本实验采用低温射频等离子体方法，以庚氨为单体氨基源，将具有生物活性的氨基功能图案引入纯钛表面，根据前期实验，选定了相对最佳的放

4、电处理参数：CW、P(30%)、CW+P(30%)三个实验组，其中，CW表示连续波处理模式，P表示脉冲处理模式。将阴性对照组选择为打磨抛光后未处理的纯钛组。将各组IV钛片与MC3T3-E1细胞共培养24小时后，通过CCK-8实验评价各实验组钛片的细胞毒性，联合应用SCGE及微核实验评价各实验组钛片的遗传毒性，通过SCGE评价各实验组钛片对成骨细胞DNA造成损伤的水平，通过微核实验评价各实验组钛片对成骨细胞染色体及染色体组的损伤。通过SPSS软件将各实验组的实验结果进行统计学分析。结果：1：CCK-8实验结果:各实验组

5、试件对成骨细胞均不会产生细胞毒性，不会抑制细胞在其表面的增殖；2.SCGE结果：各实验组彗星电泳的图像参数中，彗星尾长(Taillength)，尾强(TailIntensity)，尾矩(TailMoment)与纯钛阴性对照组无明显差异；提示各实验组，相对于纯钛，不会对成骨细胞造成DNA原始损伤，不会产生更多的DNA断裂碎片；3.微核实验结果：微核染色结果提示：各实验组的微核形成率，染色体小泡及染色质芽形成率与纯钛阴性对照组无明显差异。提示各实验组相比于纯钛，不会对成骨细胞造成染色体及染色体组畸变，对分裂中期的纺锤体也

6、不存在毒性。结论：1：氨基等离子体活化的纯钛表面无细胞毒性，提示该处理方式的纯钛不会抑制成骨细胞的生长；2.氨基等离子活化的纯钛表面对成骨细胞造成的DNA原始损伤与清洁抛光后的纯钛相同；3.氨基等离子体活化的纯钛表面不会对成骨细胞造成相对于纯钛额外的染色体损伤及染色体损伤，对分裂中期的纺锤体极着丝粒也不存在毒性。4.实验提示氨基等离子体活化的纯钛不具有细胞毒性及遗传毒性，该种种植体具有良好生物安全性，肯定了其将来应用于临床的可能性，并为其提供了理论支持。VAbstractCytotoxicityandGenotoxi

7、cityofamino-groupFunctionalizationonTitaniumImplantSurfaceObjectiveandbackground:Osseointegration,definedasadirectintegrationbetweendentalimplantandbonewithnofibroustissueincludedintheintegration.Thisdefinition,wasnotonlythetheroticalbasisoftheoralimplantology,

8、butalsothegoldenstandardofdeterminingthesuccessoforalimplant.Asabio-inertmetal,titaniumhasgotpoorbio-activityandwithoutosteo-inductivepotential,inordertoimprovethebio-activi