فعالیت استخوان زایی سطوح تیتانیوم با ساختارهای نانو شبکه ای
سابقه و هدف: سطوح تیتانیوم نقش مهمی دریکپارچگی استخوانی مؤثر برایمپلنت های دندانی ایفا می کند. مطالعات قبلی نشان داده اند که نانولوله های تیتانیومی یکپارچگی استخوانی را با افزایش تمایز استخوانی پیش می برند. نسبتا به تازگی اثرات سطوح تیتانیوم با نانوساختارهای دیگر بر روی تمایز استخوان بررسی شده است.
مواد و روشها: در این مطالعه ، ما از محلول های سود با غلظت های 2.5 ، 5.0 ، 7.5، 10.0 ، و 12.5 مولار به منظور ایجاد یک سطح تیتانیوم ساده و مفید اصلاح شده که ساختارهای نانوشبکه ای با نانوصفحات تیتانیا (TNS) دارای ویژگی نانو را به سطح دیسک های تیتانیومی می دهد، استفاده کردیم. اثرات چنین ساختارهای نانوشبکه ای اصلاح شده ، با غلظت های مختلف قلیا در تمایز استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان رت ( BMMSCs ) ، مورد بررسی قرار گرفت .
نتایج : ساختار نانوشبکه ای با ویژگی نانو TNS القا شده با قلیا به طور قابل توجهی عملکرد چسبندگی سلولی و بیان ژن های مربوط به استخوان زایی سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان را افزایش داد و دیگر رفتارهای سلولی مانند تکثیر، فعالیت آلکالین فسفاتازی ، رسوب ماتریکس خارج سلولی و معدنی شدن نیز به طور قابل توجهی افزایش یافت. این اثرات در غلظت 10مولار سود بیشتر بود.
نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد که ساختارهای نانوشبکه ای با ویژگی نانو TNS تکثیر سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان را بهبود داده و تمایز استخوانی BMMSC را القا می کند. علاوه بر این، سطوح تشکیل شده با سود 10 مولار دارای پتانسیل بهبود عملکرد بالینی ایمپلنت های دندانی است.
Int J Nanomedicine. 2014 Apr 5;9:1741-55. doi: 10.2147/IJN.S58502. eCollection 2014.
Osteogenic activity of titanium surfaces with nanonetwork structures.
Xing H1, Komasa S2, Taguchi Y3, Sekino T4, Okazaki J2.
Abstract
BACKGROUND:
Titanium surfaces play an important role in affecting osseointegration of dental implants. Previous studies have shown that the titania nanotube promotes osseointegration by enhancing osteogenic differentiation. Only relatively recently have the effects of titanium surfaces with other nanostructures on osteogenic differentiation been investigated.
METHODS:
In this study, we used NaOH solutions with concentrations of 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, and 12.5 M to develop a simple and useful titanium surface modification that introduces the nanonetwork structures with titania nanosheet (TNS) nanofeatures to the surface of titanium disks. The effects of such a modified nanonetwork structure, with different alkaline concentrations on the osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs), were evaluated.
RESULTS:
The nanonetwork structures with TNS nanofeatures induced by alkali etching markedly enhanced BMMSC functions of cell adhesion and osteogenesis-related gene expression, and other cell behaviors such as proliferation, alkaline phosphatase activity, extracellular matrix deposition, and mineralization were also significantly increased. These effects were most pronounced when the concentration of NaOH was 10.0 M.
CONCLUSION:
The results suggest that nanonetwork structures with TNS nanofeatures improved BMMSC proliferation and induced BMMSC osteogenic differentiation. In addition, the surfaces formed with 10.0 M NaOH suggest the potential to improve the clinical performance of dental implants.
PMID: 24741311