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多孔纯钛孔隙率及孔隙尺寸对蛋白吸附及成骨细胞分化的影响

Protein adhesion and osteoblast differentiation on porous titanium with different porosity and pore size

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摘要目的：从分子生物学角度研究筛选利于蛋白质吸附、成骨细胞分化的合适孔隙结构,为多孔钛材料作为牙种植体提供研究基础及制备参数。方法筛选不同粒径(Ⅰ组：0~200μm、Ⅱ组：200~400μm、Ⅲ组：400~600μm)的NH4HCO3造孔剂颗粒,按照不同的质量分数(A组：20%、B组：30%)与钛粉均匀混合,粉末冶金法制备6组多孔纯钛试件,不添加造孔剂制备致密纯钛试件作为对照组；每组10个试件。蛋白定量试剂盒测定蛋白质吸附量以评价多孔纯钛试件的蛋白吸附能力,实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)检测Runt相关转录因子2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)及骨钙素(OCN)基因表达量以评价成骨细胞分化水平。结果多孔纯钛的蛋白质吸附量高于致密纯钛(P<0.05),其中小平均孔隙尺寸及高平均孔隙率组较其余多孔纯钛组吸附更多蛋白质(P<0.05)。多孔纯钛的孔隙率和孔隙尺寸对成骨细胞分化的影响具有交互效应。成骨细胞培养第7天,仅AI组Runx2基因表达量高于对照组(P<0.05)；培养第14天,多孔纯钛各组Runx2基因的表达量均低于对照组(P<0.05)。成骨细胞培养7、14 d后,多孔纯钛各组ALP基因的表达量高于对照组(培养第7天,BⅢ组除外；培养第14天,AⅠ、AⅢ组除外)(P<0.05)。成骨细胞培养第7天,AⅠ、BⅠ组OCN基因的表达量较对照组及其他平均孔隙尺寸组高(P<0.05)；成骨培养第14天,仅BⅠ组OCN基因的表达量高于对照组(P<0.05)。结论本实验条件下,孔隙结构提高了纯钛试件的蛋白质吸附量,且平均孔隙率为53.3%、平均孔径为191.6μm的多孔钛试件利于小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的成骨向分化。