新研究：鈦酸鍶涂層或可提升種植體骨整合能力

圖源：One-step hydrothermal fabrication of a strontium titanate coating on titanium enhances osseointegration of dental implants

好的牙·訊 | 近日，蘭州大學(xué)第一醫(yī)院口腔科團隊在材料學(xué)期刊 《Materials Today Communications》上發(fā)表論文，采用一步法水熱技術(shù)，在純鈦表面成功制備出鈦酸鍶（SrTiO?）涂層，為種植體表面改性提供了新思路。

該研究采用氫氧化鍶作為鍶源、氫氧化鈉作為礦化劑，在 80 ℃ 條件下進(jìn)行水熱處理，直接在純鈦表面形成鈦酸鍶晶體涂層。表面表征結(jié)果顯示，涂層由直徑約 1 μm 的多邊形晶體構(gòu)成，X 射線衍射（XRD）分析確認(rèn)為鈦酸鍶相（SrTiO?）。

體外實驗中，小鼠 MC3T3-E1 成骨前體細(xì)胞在鈦酸鍶涂層（Ti–Sr 組）表面的黏附、增殖和成骨相關(guān)基因表達(dá)均高于純鈦組和堿處理鈦組（Ti-OH 組）。實時熒光定量 PCR（RT-qPCR）結(jié)果顯示，堿性磷酸酶（ALP）、骨橋蛋白（OPN）、骨鈣素（OCN）及骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）等成骨標(biāo)志基因的表達(dá)水平上調(diào)。

圖源：One-step hydrothermal fabrication of a strontium titanate coating on titanium enhances osseointegration of dental implants

大鼠股骨遠(yuǎn)端植入實驗顯示，植入 8 周后，鈦酸鍶涂層組種植體周圍的骨密度、骨體積分?jǐn)?shù)和骨小梁厚度均高于對照組。組織學(xué)分析顯示，種植體周圍新生骨及膠原沉積增多；免疫熒光染色結(jié)果提示，M2 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物 CD163 表達(dá)上升，而 M1 型標(biāo)志物 iNOS 表達(dá)下降，提示局部免疫微環(huán)境向有利于骨形成的方向調(diào)節(jié)。

圖源：One-step hydrothermal fabrication of a strontium titanate coating on titanium enhances osseointegration of dental implants

納米劃痕測試顯示，鈦酸鍶涂層的臨界載荷 Lc? 為 7.56 ± 0.54 N，高于純鈦組和堿處理組，表明涂層與基底結(jié)合強度更高。接觸角測試顯示，涂層表面水接觸角約為 40.6°，表現(xiàn)出較好的親水性。

研究人員指出，鍶離子的持續(xù)釋放是促進(jìn)骨整合的關(guān)鍵因素之一。磷酸鹽緩沖液（PBS）浸泡實驗表明，涂層在早期釋放的鍶離子濃度較高，隨后呈緩慢、穩(wěn)定的釋放趨勢，至28天時仍可檢測到鍶離子釋放。

圖源：One-step hydrothermal fabrication of a strontium titanate coating on titanium enhances osseointegration of dental implants

此外，研究人員表示，該技術(shù)在分子機制、體內(nèi)長期效果和臨床適用性方面仍需要進(jìn)一步驗證。且此次實驗的大型動物模型和骨質(zhì)疏松等疾病模型的測試尚未開展，SrTiO?涂層的長期降解行為及相關(guān)生物反應(yīng)也有待研究。

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