用生物仿真表面拓学修改植入物水友性的不同方法,以诱导骨髓干细胞中的可变反应
Thomas W Jacobs1, Jonathan T Dillon2, David J Cohen2
1Department of Pharmaceutics, Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23298, USA.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|April 26, 2024
概括
等离子体治疗增强了植入物的水友性,以获得更好的骨细胞反应. 介电屏障放电等离子体显著增强了骨质生成标记物,而等离子体显示出混合的结果,突出显示了表面能量对细胞行为的复杂影响.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 表面化学 表面化学
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 骨髓 stromal 细胞 (bMSCs) 的骨质细胞分化对于植入物骨质整合至关重要.
- 具有仿生地形的水友表面增强了bMSC差异化和骨与植入物接触.
- 表面自由能量修饰影响蛋白质吸附,细胞附着和分化.
研究的目的:
- 为了研究各种等离子处理对表面性能的影响.
- 为了评估bMSCs对用等离子体处理的表面的体外反应.
- 了解不同的表面修饰如何影响骨质分化和细胞信号传递.
主要方法:
- 在商业上纯的Ti和Ti6Al4V磁盘被沙吹和酸蚀刻.
- 处理后的表面修改包括紫外线,介电屏障放电 (DBD),和氧等离子体处理.
- 分析了表面湿度 (接触角度),元素组成 (XPS) 和地形 (SEM,共聚焦成像).
- 通过骨质原生标志物,副因子和细胞因子来评估bMSC反应.
主要成果:
- 所有的等离子治疗都诱导了超友的表面.
- 紫外线,DBD和等离子治疗稍微增加了表面粗度.
- DBD血治疗显著增强了bMSC骨质性反应.
- 阿贡血治疗产生了不同的bMSC反应 (增加了OPG,减少了OCN).
- 表面化学因处理方法而异,影响细胞反应不同.
结论:
- 包装后的等离子处理可以创建超友的表面.
- 血治疗的方法显著影响bMSC反应和骨质分化.
- 仅仅湿度和表面化学性就不能完全预测骨质效应;表面自由能量起着复杂的作用.
