氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层影响成骨细胞的生物学行为
黄倩1
郝丽英2
贺龙龙1
杜良智1
1.西安交通大学口腔医院,陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室,陕西省西安市 710004;西安交通大学口腔医院种植科,陕西省西安市7100042.四川大学华西口腔医院口腔疾病研究国家重点实验室,四川省成都市 610044
摘要：背景:壳聚糖作为医用金属表面的涂层材料可以有效改善其生物学性能,但单纯壳聚糖存在自身生物活性与成骨诱导能力不足的问题;氧化石墨烯能够提高多种聚合物材料的机械性能和生物相容性,并具有促进成骨分化的作用,将两者结合得到的涂层材料可能具有更好的生物性能和成骨活性.目的:构建氧化石墨烯改性的壳聚糖复合涂层材料,分析涂层材料的表面形貌、化学组成和物理性质,并进一步分析涂层材料对成骨细胞增殖、黏附和成骨分化行为的影响.方法:使用3-氨丙基三乙氧基硅烷对钛片表面进行处理,在钛片表面形成硅烷基团,然后利用戊二醛使壳聚糖与硅烷基团形成交联,分别制备单纯壳聚糖涂层与氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层.通过原子力显微镜、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量系统表征涂层的表面形貌、化学结构及亲水性能.将大鼠成骨细胞直接接种于两种涂层材料表面,通过CCK-8实验、扫描电镜和半定量PCR分析材料对大鼠成骨细胞增殖、细胞铺展与成骨分化的影响.结果与结论:①通过原子力显微镜测得氧化石墨烯片层的厚度为2 nm左右;扫描电镜下可见,两种涂层表面均光滑致密,其中壳聚糖分子紧密排列,氧化石墨烯能够均匀分布于壳聚糖中,同时由于石墨烯的加入,壳聚糖表面出现褶皱样形貌;氧化石墨烯-壳聚糖复合涂层的接触角小于单纯壳聚糖涂层(P<0.05);②CCK-8实验结果显示,相较于单纯壳聚糖涂层,氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层可促进成骨细胞的增殖;③扫描电镜下可见,单纯壳聚糖涂层表面的成骨细胞铺展性较差,氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层表面的成骨细胞表现出更好的铺展状态;④半定量PCR检测显示,氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层组碱性磷酸酶、Runx2 mRNA表达量多于单纯壳聚糖涂层组(P<0.05);⑤结果表明,氧化石墨烯/壳聚糖复合涂层具有良好的理化性能、生物相容性和成骨诱导性能.
关键词：氧化石墨烯壳聚糖二维材料涂层材料亲水性细胞黏附细胞增殖成骨分化
分类号：R459.9(治疗学)R318.08(医用一般科学)R-331(实验医学、医学实验)
资助基金：国家重点研发计划(2019YFB1302204)陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JQ-564)陕西省卫生健康科研项目(2021E019)
论文发表日期：2023-12-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 5430-5435 )
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