人工植體材料與表面性質對於骨髓幹細胞之活性與骨分化潛能評估

Abstract

"中文摘要 人工植牙為目前牙科重建的治療選擇之一，而骨整合（osseointegration）則是確保人工植體治療成功的要件。過去研究顯示噴砂後酸蝕處理（sandblasted and acid-etching; SLA）的植體複合表面對人體組織親和力良好，並可加速骨整合。進一步在SLA製程中使用氮氣、並保存於等張溶液的製程（modified SLA），亦是臨床選項之一。近年來植體材質在四級鈦中添加鋯（zirconia）以提升植體機械強度。但這些材料對骨整合的優缺點並未被詳細探討。本實驗目的為在體外實驗中探討植體金屬或表面性質對人體幹細胞成骨反應的影響。 本實驗檢測人體骨髓幹細胞在兩種植體材質（純鈦或鈦鋯合金）上施加三種表面處理（拋光、SLA處理、modified SLA處理）上之細胞活性與骨分化能力。將幹細胞培養於六種表面上，經過第一、三天後使用Alamar Blue assay量化細胞生長狀況，並以免疫螢光染色法觀察細胞F-actin 與vinculin分布情形；於第七、十天使用Alizarin red assay量化礦化產物；於第一、四天使用RT-PCR確認Rock2及Runx2基因表現量。 實驗結果顯示，modified SLA對水接觸角為零，親水性表現比另兩者皆有顯著改善。SLA純鈦、SLA鈦鋯、modified SLA純鈦、modified SLA鈦鋯表面粗糙度數值分別為2.26±0.12, 2.21±0.27, 1.67±0.12, 2.64±0.21微米，顯著比拋光表面粗糙。免疫螢光染色顯示拋光表面細胞之面積顯著較其餘組別大；modified SLA表面在第七天較其餘組別顯著較多礦化物沉積，且在第十天時，經表面處理後之金屬顯著高於拋光表面組別的礦化物沉積；同樣的，在RT-PCR中，modified SLA鈦鋯有最高的Runx2及Rock2基因表現量，亦顯著高於modified SLA純鈦的基因表現量。 總結以上，SLA及modified SLA處理的表面，提高表面粗糙度後加速成骨相關基因表現量和礦化基質沈澱。而modified SLA處理後的鈦鋯合金比起純鈦合金有更佳的初期促骨分化表現。"