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钛表面含辛伐他汀药物涂层的制备及其对骨质疏松症大鼠种植体骨结合作用的研究

作　者: 杨帆
导　师: 赵士芳
学　校: 浙江大学
专　业: 口腔医学
关键词: 牙种植体骨质疏松症表面改性辛伐他汀仿生磷酸八钙
分类号: R783.6
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

缩短种植体骨结合的时间,达到种植体早期负载甚至即刻负载是种植体表面改性研究的主要目标。除了种植体的表面形貌和化学性质的影响,患者种植部位的骨量和骨质也是影响种植体成功的重要因素。我国现已进入老龄化社会,骨质疏松症患者增多,对牙种植体的需求不断上升,然而另一方面,系统性骨质疏松影响颌骨的骨量和骨密度,成为了牙种植手术的一个相对禁忌症。所以,让钛种植体和骨质疏松症患者周围骨组织之间快速牢固的结合是牙种植手术现今急需克服的一个难题。近年来研究发现他汀类药物具有促进骨形成、抑制骨吸收的双重作用,并且能诱导骨形成蛋白-2(BMP-2),——一类已知的具有最强的骨诱导能力的生长因子的表达。本研究采用物理吸附法和仿生沉积法,在纯钛种植体表面设计、构建辛伐他汀涂层,通过体外细胞实验筛选合适浓度,然后建立骨质疏松症大鼠种植体动物模型,研究含药涂层对骨质疏松症大鼠种植体骨结合的影响。研究分两部分：第一部分吸附辛伐他汀纯钛表面对骨质疏松症大鼠种植体骨结合作用的研究实验方法和结果将纯钛钛片表面打磨抛光,再喷砂酸蚀处理,得到我们所需要的基底面。然后将辛伐他汀溶解在75%乙醇溶液中,制备成终浓度为0(对照组),10-7M,10-6M,10-5M和10-4 M的辛伐他汀乙醇溶液,将钛片浸泡在上述溶液中48小时,通过物理吸附作用在钛片表面吸附上辛伐他汀。通过场发射扫描电镜FSEM对钛片表面进行表征。然后在上述各组钛片上培养小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1,观察涂层对细胞成骨分化能力的影响。FSEM显示该涂层基本保留了原来的粗糙表面形貌。细胞实验的结果表明低浓度的辛伐他汀处理组(10-7，10-6M,尤其是10-7M)能显著促进MC3T3-E1的分化。基于体外细胞实验的结果,我们设计螺纹型种植钉,分为对照组,实验组1(10-7M)和实验组2(10-6M)三个组,植入骨质疏松症大鼠。在术后1周、2周、4周和12周分别处死一批动物,制作硬组织切片。采用Olympus光镜显微镜和Image-Pro PlusR半自动图像处理软件对种植体-骨接触率和种植体螺纹内骨密度进行测量,并进行统计学分析。结果显示,在各个观察点,2个实验组表面形成新骨的时间早于对照组,形成新骨的数量也高于对照组,并有统计学差异,两个实验组之间没有统计学差异。第二部分纯钛表面磷酸钙盐仿生沉积法制备的辛伐他汀涂层对骨质疏松症大鼠种植体骨结合作用的研究实验方法和结果纯钛钛片基底面处理同实验第一部分。然后通过仿生沉积法在纯钛表面构建仿生涂层,这其中,我们在仿生液B中加入不同浓度的辛伐他汀(终浓度分别为0,10-7M,10-6M和10-5M),这样得到了含有不同浓度含药涂层。采用FSEM、XRD和FTIR观察分析涂层的表面形貌、晶体结构和化学组成,在上述各组钛片上培养小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1,观察涂层对细胞增殖和成骨分化能力的影响.FSEM显示,低浓度组(10-7M组和10-6M组)的晶体的排列结构与对照组并没有显著区别；高浓度组(10-5M,10-4M和10-3M)表面的晶体形态和尺寸均有较大的改变：片状的晶体随着浓度升高而变得越薄,边缘也不规则；花状结构减少,绒毛样球状的结构出现；浓度越大,这种变化就越明显,10-3M组表面片状结构完全消失,表面呈现大小不一的球状结构。XRD和FTIR的结果显示所有涂层表面都含有磷酸八钙OCP,而且涂层内含有辛伐他汀,并且随着仿生液中辛伐他汀浓度的增高,涂层内辛伐他汀浓度也随之升高。细胞实验的结果表明低浓度的辛伐他汀处理组10-6M能增强MC3T3-E1细胞ALP活性,OC分泌,同时对细胞增殖也没明显影响。基于体外细胞实验的结果,我们设计螺纹型种植钉,分为对照组,实验组(10-6M)两个组,植入骨质疏松症大鼠。在术后4周和12周分别处死一批动物,制作硬组织切片。采用Olympus光镜显微镜和Image-Pro PlusR半自动图像处理软件对种植体骨接触率和种植体螺纹内骨密度进行测量,并进行统计学分析。结果显示,在各个观察点,实验组表面形成新骨的时间和数量均早于或高于对照组,并有统计学差异。结论在纯钛种植体表面构建含辛伐他汀药物涂层能促进骨质疏松症大鼠的种植体表面新骨的形成,从而增强种植体-骨的结合强度,为临床开发适合骨质疏松症患者的新型种植体提供了科学实验依据。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-9
Abstract  9-14
英文缩略词表  14-15
主要实验仪器和设备  15-19
引言  19-23
第一部分吸附辛伐他汀纯钛表面对骨质疏松症大鼠种植体骨结合作用的研究  23-49
  第一章浸泡法制备含辛伐他汀纯钛表面的表征和体外细胞学评价  23-37
    1 前言  23-24
    2 实验材料和方法  24-31
    3 结果  31-34
    4 讨论  34-37
  第二章吸附辛伐他汀纯钛种植体对种植体周围新骨形成的影响  37-49
    1 前言  37
    2 材料和方法  37-42
    3 结果  42-46
    4 讨论  46-49
第二部分仿生法制备纯钛表面含辛伐他汀药物涂层在骨质疏松症大鼠种植体骨结合中的作用研究  49-74
  第三章仿生法辛伐他汀涂层的制备、表征和体外细胞学评价  49-64
    1 前言  49-51
    2 实验材料和方法  51-53
    3 结果  53-60
    4 讨论  60-64
  第四章仿生法制备辛伐他汀涂层对种植体周围新骨形成的影响  64-74
    1 前言  64
    2 材料和方法  64-66
    3 结果  66-70
    4 讨论  70-74
全文总结  74-75
参考文献  75-85
综述  85-96
  参考文献  91-96
博士在读期间发表及修回的文章  96

钛表面含辛伐他汀药物涂层的制备及其对骨质疏松症大鼠种植体骨结合作用的研究

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