关节假体阴极弧沉积二氧化钛掺硅微孔涂层对促进成骨细胞活性的机制研究

基本信息
批准号:81271959
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:孙俊英
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陆云彪,王兵,章筛林,李莉,张振祥,陈练,刘飞,董圣杰
关键词:
微孔涂层生物活性成骨细胞阴极弧沉积
结项摘要

Prothesis/bone interface fixation is vital for the success of joint replacement surgery. Several studies have shown that some biomaterials and coating technology can significantly promote bone formation of the prosthesis surface and accelerate bone healing. Currently plasma spraying of hydroxyapatite is widely used. Although it has the advantage of bone forming ability, the easy degradation and stripping characteristics will result in prosthesis looseness. Therefore, it is crucial of pursuing more desirable biomaterials and coating technology. Nowadays, owing to the advantages that the traditional technology cannot replace, a kind of surface modification of pulsed magnetic filtered cathodic arc plasma deposition (PFCAPD) technology is especially focused on.Microporous silicon-doped titanium dioxide of prosthesis coating obtained by such technology can not only avoid the risk of coating interface stripping but also facilitate some bioactivity molecular which promote osteoblast proliferation directly into the porous-coated prosthesis. Since silicon has been demonstrated as a new bioactive material to the benefit of osteoblast proliferation, this new technology of microporous silicon-doped titanium dioxide will firstly be applied in China by this project. We will carry out a serials of studies focusing on the effects of osteoblast adhesion, proliferation, differentiation and apoptosis by this new coating and the biological mechanism of the potential signaling pathway. Through this project a solid foundation would be laid for the clinical application of such new prosthesis coating.

人工关节假体-骨界面的骨性固定对于关节置换手术的成功极为重要。研究表明一些生物活性材料及其涂层技术能显著促进假体表面的骨形成,加速骨性愈合。目前采用等离子技术喷涂的羟基磷灰石虽具有较好的骨形成能力,但其易降解、剥脱的特性常会带来一些不良结果,造成人工关节假体松动。因此,寻求更为理想的涂层技术和材料具有重要意义。近年来,一种表面改性类的脉冲磁过滤阴极弧等离子体沉积(PFCAPD)技术因存在很多传统技术无法替代的优点而备受重视。采用这一技术获得的关节假体二氧化钛掺硅微孔涂层,既可避免涂层界面易剥脱的风险,还可将某些促成骨细胞增殖的生物活性因子直接引入假体的微孔涂层中。鉴于硅元素已被证实为一种促成骨细胞增殖的新型生物活性材料,本课题率先在国内采用了这一新技术将硅掺入二氧化钛微孔涂层中,并就所获得的含硅微孔涂层对成骨细胞粘附、增殖、分化和凋亡的影响,以及发挥生物学效应的信号通路等机制进行系列研究。

项目摘要

人工关节假体-骨界面的骨性固定对于关节置换手术的成功极为重要。研究表明一些生物活性材料及其涂层技术能显著促进假体表面的骨形成,加速骨性愈合。目前采用等离子技术喷涂的羟基磷灰石虽具有较好的骨形成能力,但其易降解、剥脱的特性常会带来一些不良结果,造成人工关节假体松动。因此,寻求更为理想的涂层技术和材料具有重要意义。近年来,一种表面改性类的脉冲磁过滤阴极弧等离子体沉积(PFCAPD)技术因存在很多传统技术无法替代的优点而备受重视。本项研究探讨了阴极弧等离子沉积二氧化钛掺硅涂层对成骨细胞的影响,证实了含硅的二氧化钛涂层能够促进成骨细胞的粘附、增殖和分化等过程。鉴于钛基体表面的形貌和化学元素组成是调控细胞行为的重要因素。因此,我们通过采用阳极氧化和离子注入法制备的关节假体二氧化钛纳米管掺硅涂层得,既可避免涂层界面易剥脱的风险,还可将某些促成骨细胞增殖的生物活性因子直接引入假体的微孔涂层中。鉴于硅元素已被证实为一种促成骨细胞增殖的新型生物活性材料,本课题率先在国内采用了这一新技术将硅掺入二氧化钛纳米管中,并就所获得的二氧化钛纳米管掺硅涂层对成骨细胞粘附、增殖、分化的影响,以及发挥生物学效应的信号通路等机制进行系列研究。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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