CN101006944A - 一种在多孔纯钛牙种植体表面组装rgd的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD的方法。利用层层静电自组装技术,先用聚乙烯亚胺(PEI)溶液处理多孔纯钛种植体使种植体表面带有正电荷,然后将种植体浸入RGD溶液中,利用异种电荷相吸引原理将RGD固定在PEI表面,再用戊二醛交联PEI和RGD,最后将种植体浸入RGD溶液中封闭未结合的醛基,这样能进一步增加RGD量,重复上述过程可得到多层RGD覆盖层。本发明既能保证在RGD的组装过程中不破坏种植体表面原有的形貌,又能保证RGD在种植体表面的数量和结合力,更有利于临床应用。
Description
技术领域
本发明涉及在牙种植体表面组装RGD,具体是指一种在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD的方法。
背景技术
将某些生物活性短肽固定在纯钛或钛合金材料的表面,可以改善种植体表面结构特征,提高材料表面的生物活性,加强细胞的亲和力,为细胞粘附、增殖、伸展和分化提供仿生界面,促进种植体骨结合。RGD(Arg-Gly-Asp)序列是最常应用于种植体表面的一种生物活性短肽,是各种细胞外基质中最常见的基本结构部分,也是广泛存在于细胞识别系统的基本单位。大约有11种整合素依赖RGD序列与细胞外基质(ECM)特异性相结合,包括α3β1、α5β1、α8β1、αIIbβ3、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、α2β1、α4β1。多种细胞膜整合素与ECM的粘附依赖于RGD序列,说明RGD序列在细胞粘附中的重要性,同时也证明了RGD序列是最有效的促粘附短肽。Zreiqat将线状RGD(GRGDSP)组装到Ti6A14V表面,观察其对成骨细胞生物学行为的影响,发现线状RGD能促进成骨细胞高表达骨钙素、I型胶原和骨涎蛋白的mRNAs基因和蛋白水平,说明线状RGD能刺激成骨细胞分化,促进细胞粘附、伸展。Verrier通过化学方法将7种线状RGD和3种环状RGD组装到Ti6A14V表面,观察其对成骨细胞对钛合金粘附的影响,结果表明线状RGD和环状RGD均能有效地促进成骨细胞对钛合金的粘附,环状RGD效果更佳。Elmengaard将环状RGD(RGDfK)组装到Ti6A14V种植体表面,植入狗的胫骨,观察4周,组织形态学表明处理组种植体表面骨组织明显生长,而纤维组织明显减少,在种植体周围0-100um范围内骨量明显增加,拉出试验表明处理组种植体的机械固位力明显高于对照组种植体,说明环状RGD能促进种植早期骨形成。Kroese-deutman在多孔样的钛纤维网种植体表面共价上环状RGD,植入新西兰大白兔的颅骨中,术后4周、8周处理组骨形成明显多于对照组,证明环状RGD和钛纤维网共同使用能促进新骨形成。大量研究证明胶原能促进种植体周围新骨形成,胶原和RGD序列结合能更好地促进种植体周围新骨形成。
目前在种植体表面上RGD固定方法常用的有物理吸附和化学偶联两大类。物理吸附是RGD固定方法中较简单的一种,是通过非共价键作用自然吸附于种植体表面。物理吸附所形成RGD覆盖层厚薄不一,RGD与材料结合力较小,稳定性差,重复性差,容易在处理过程或手术过程中被擦掉,易出现实验误差。Ferris用这种方法将RGD短肽组装到光滑种植体表面,并植入大鼠股骨中,观察RGD对新骨形成和界面结合力的影响,结果发现在2周时RGD覆盖的种植体周围骨量明显增加,但4周时种植体周围骨量虽有所增加但并没有统计学意义,拉出测试也表明界面结合力虽有所增大但并没有统计学意义。而Elmengaard和Kroese-Deutman研究发现在4周和8周时种植体周围骨量明显增加,界面结合力明显增大。化学偶联是将材料通过某种方法活化,如表面水解、等离子沉降、紫外辐射等,引入能与多肽键和的功能基团,如-OH、-COOH、-NH2、巯基、活性氢等基团,然后利用交联剂与肽段以共价键结合,产生化学反应。化学偶联与物理吸附相比,RGD与材料结合牢固、稳定,可形成较均匀的一层膜状物,重复性好,但也存在一些缺点,例如:临床应用的种植体表面往往经过特殊处理(喷砂、酸蚀等)才得到的,是经过大量研究证实能与骨组织结合较好的一种表面,在RGD的组装过程中最好不要被破坏,尽量保持种植体表面的完整性,但是化学偶联在RGD固定过程中,大多先进行预处理,例如酸和双氧水处理,使钛材料带有-OH、-COOH、-NH2、巯基、活性氢等基团,而使用的这些处理剂大多是要破坏种植体表面的,不能保持种植体原有的形貌,这对种植体的临床应用有一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD的方法,在RGD的组装过程中既保证不破坏种植体表面原有的形貌,又能保证RGD在种植体表面的数量和结合力,从而有利于临床应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括以下步骤:
1)将多孔纯钛牙种植体浸入0.5~1mg/ml PEI溶液中30~90min,取出种植体,放入双蒸水10~20min;
2)再将种植体浸入含0.4~1mg/mlRGD的NaHCO3溶液中6~12hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min;
3)后将种植体浸入0.5~1.5mg/100ml戊二醛溶液中2~4hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min;
4)最后将种植体浸入0.4~1mg/mlRGD的NaHCO3溶液中12~24hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min,干燥备用;
5)重复上述1~4过程,能得到多层RGD覆盖层。
所述的纯钛牙种植体是用商业纯钛材制备,其表面为多孔状螺纹型。
本发明的步骤1可使种植体表面覆盖PEI,即表面带有正电荷,步骤2可利用RGD本身带有少量负电荷与PEI结合,步骤3是利用戊二醛上的醛基与PEI和RGD上的氨基结合,使RGD与PEI结合更紧密,步骤4利用RGD上的氨基与戊二醛上的醛基结合,进一步增加RGD的量。
本发明具有的有益效果是:用本发明提供的方法在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD,既能保证在RGD的组装过程中不破坏种植体表面原有的形貌,又能保证RGD在种植体表面的数量和结合力,更有利于临床应用。
附图说明
图1是多孔纯钛种植体表面在组装RGD前的SEM图;表面形成多级孔洞结构。
图2是多孔纯钛种植体表面在组装RGD后的SEM图;表面的多级孔洞结构没有破坏。
图3是采用本发明组装一层RGD的荧光图像;在多孔纯钛种植体表面可见RGD覆盖。
图4是采用本发明组装二层RGD的荧光图像;在多孔纯钛种植体表面可见较多RGD覆盖。
图5是采用本发明组装三层RGD的荧光图像;在多孔纯钛种植体表面可见较多RGD覆盖。
具体实施方式
实施例1:
1)将多孔纯钛牙种植体浸入0.5mg/ml PEI溶液中90min,取出种植体,放入双蒸水10min;
2)再将种植体浸入含0.4mg/mlRGD的NaHCO3溶液中12hrs,取出种植体,双蒸水清洗10min;
3)后将种植体浸入0.5mg/100ml戊二醛溶液中4hrs,取出种植体,双蒸水清洗10min;
4)最后将种植体浸入0.4mg/mlRGD的NaHCO3溶液中24hrs,取出种植体,双蒸水清洗10min,干燥备用;
5)重复上述1~4过程,可得到多层RGD覆盖层(如图3~5所示)。
实施例2:
1)将多孔纯钛牙种植体浸入0.8mg/ml PEI溶液中60min,取出种植体,放入双蒸水15min;
2)再将种植体浸入含0.7mg/mlRGD的NaHCO3溶液中9hrs,取出种植体,双蒸水清洗15min;
3)后将种植体浸入1mg/100ml戊二醛溶液中3hrs,取出种植体,双蒸水清洗15min;
4)最后将种植体浸入0.7mg/mlRGD的NaHCO3溶液中18hrs,取出种植体,双蒸水清洗15min,干燥备用;
5)重复上述1~4过程,可得到多层RGD覆盖层。
实施例3:
1)将多孔纯钛牙种植体浸入1mg/ml PEI溶液中30min,取出种植体,放入双蒸水20min;
2)再将种植体浸入含1mg/mlRGD的NaHCO3溶液中6hrs,取出种植体,双蒸水清洗20min;
3)后将种植体浸入1.5mg/100ml戊二醛溶液中2hrs,取出种植体,双蒸水清洗20min;
4)最后将种植体浸入1mg/mlRGD的NaHCO3溶液中12hrs,取出种植体,双蒸水清洗20min,干燥备用;
5)重复上述1~4过程,可得到多层RGD覆盖层。
上述实施例用来说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD的方法,其特征在于该方法的步骤如下:
1)将多孔纯钛牙种植体浸入0.5~1mg/ml PEI溶液中30~90min,取出种植体,放入双蒸水10~20min;
2)再将种植体浸入含0.4~1mg/ml RGD的NaHCO3溶液中6~12hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min;
3)后将种植体浸入0.5~1.5mg/100ml戊二醛溶液中2~4hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min;
4)最后将种植体浸入0.4~1mg/ml RGD的NaHCO3溶液中12~24hrs,取出种植体,双蒸水清洗10~20min,干燥备用;
5)重复上述1~4过程,能得到多层RGD覆盖层。
2.根据权利要求1所述的一种在多孔纯钛牙种植体表面组装RGD的方法,其特征在于:所述的纯钛牙种植体是用商业纯钛材,其表面为多孔状螺纹型。
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