聚多巴胺辅助红景天苷改善微弧氧化纯钛的成骨性能

作     者：梁鹏晨 史俊峰 孙苗苗 梁冬雨 沙爽 易清清 常庆 Liang Pengchen;Shi Junfeng;Sun Miaomiao;Liang Dongyu;Sha Shuang;Yi Qingqing;Chang Qing

作者机构：上海中医药大学研究生院上海市200120 上海交通大学医学院附属第九人民医院·上海口腔医学先进技术与材料工程技术研究中心上海市200011 上海健康医学院附属嘉定区中心医院临床科研中心上海市201800 上海交通大学医学院附属第九人民医院·口腔医学院上海市口腔医学重点实验室上海市口腔医学研究所上海市200011 上海健康医学院分子影像学重点实验室上海市200120 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2022年第26卷第10期

页      面：1522-1529页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100215[医学-康复医学与理疗学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(81670968),项目负责人:常庆 上海市嘉定区卫健委重点项目(2020-ZD-03),项目负责人:常庆 上海市嘉定区自然科学基金(JDKW-2020-0013),项目负责人:易清清。 

主　　题：材料 纯钛 表面改性 微弧氧化 聚多巴胺 红景天苷 成骨活性 分子对接 

摘      要：背景:微弧氧化技术目前已被较多用于提高钛植入体骨整合性的研究中,在钛表面构建出多种含不同活性元素的多孔涂层。近年来研究发现,红景天苷具有较好的促成骨活性。聚多巴胺作为材料表面优良的黏合剂和二次吸附的载体具有较好负载活性分子的特性。目的:为进一步提高钛表面微弧氧化涂层的促成骨能力,在多孔形貌表面构建骨整合性优良的复合涂层。方法:在纯钛表面制作微弧氧化涂层,记为MAO组;进一步在微弧氧化涂层表面制作聚多巴胺涂层,记为PDA组;在聚多巴胺涂层表面加载1,2,4 g/L的红景天苷,依次记为Sal-1组、Sal-2组、Sal-4组,利用扫描电镜及X射线能谱仪分析各组涂层的微观形貌、表面元素含量及分布;通过CCK-8及荧光染色实验评估各组涂层表面的细胞增殖活性,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色实验观察各组涂层的促成骨分化及矿化能力;利用计算机分子对接技术预测红景天苷分子的潜在促成骨靶点。结果与结论:①扫描电镜显示,5组试件表面为多孔微米形貌结构,平均孔径相似;X射线能谱仪分析显示,通过聚多巴胺载体可将红景天苷加载到微弧氧化涂层表面;②CCK-8实验显示,Sal-2组、Sal-4组培养第3,5天的MC3T3-E1细胞存活率高于MAO组(P0.05);荧光染色实验显示,5组试件表面MC3T3-E1间形态差异较明显,与MAO组相比,Sal-2组、Sal-4组细胞形态更好、铺展面积大,与相邻细胞连接较好;③Sal-2组、Sal-4组培养第4,7天的的碱性磷酸酶活性高于MAO组(P0.05);培养21 d时的茜素红染色显示,各组均有一定程度的钙结节出现,其中Sal-2组、Sal-4组的钙结节数量更加明显;④计算机分子对接结果表明,细胞外调节蛋白激酶2、c-Jun氨基末端激酶3、雌激素受体β、孕激素受体可能是红景天苷发挥促成骨作用时活性较强的靶点;⑤结果表明,通过聚多巴胺将红景天苷负载到钛微弧氧化涂层表面,适当加载量的红景天苷较好地改善了微弧氧化涂层的促成骨活性。