磺化和成骨生长肽协同功能化的碳纤维增强聚醚醚酮的体外促成骨研究

摘要

本研究通过磺化处理和聚多巴胺修饰在CFR-PEEK表面构建多孔微纳米结构并负载成骨生长肽(OGP),以增强其生物活性。


实验以CFR-PEEK为对照,依次进行6min的磺化(SPK)、水热处理、聚多巴胺修饰(SPD),并负载25、50、100 μg/mL的OGP[SPO(25)、SPO(50)、SPO(100)]。采用SEM、ATR-FTIR、XPS和接触角测试分析材料表面形貌、官能团、元素组成及亲水性。通过MC3T3-E1细胞的CCK-8、共聚焦显微镜、ALP、茜素红染色及RT-qPCR评估细胞黏附、增殖及成骨分化能力。


SEM显示材料表面形成均匀的三维微纳米多孔结构;ATR-FTIR和XPS证实OGP成功修饰;接触角测试表明SPO组亲水性显著优于CFR-PEEK和SPK组,其中SPO(50)最好。CCK-8显示改性材料无细胞毒性且显著促进细胞增殖,SPO(50)效果最佳。共聚焦观察显示OGP修饰后细胞铺展更充分。ALP和茜素红定性和定量证实SPO(50)在早期和中后期成骨分化最优。RT-qPCR显示SPO组显著上调COL-1和RUNX2表达,其中SPO(50)的OPN表达最高。


磺化结合聚多巴胺修饰可在CFR-PEEK表面构建多孔结构并高效负载OGP。SPO(50)组表现出最优的细胞黏附、增殖及成骨分化能力,具有作为骨及口腔修复材料的潜力。


关键词: 碳纤维增强聚醚醚酮;成骨生长肽;成骨分化;表面改性;骨整合
来源:中华口腔医学会口腔种植专业委员会第16次口腔种植学术会议