中国组织工程研究

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (10): 1573-1579.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0718

• 生物材料综述 biomaterial review • 上一篇    下一篇

钛种植体表面改性对巨噬细胞极化和诱导成骨的影响

李  莺，李长义
  

  1. 天津医科大学口腔医院，天津市  300070
  • 收稿日期:2018-01-23 出版日期:2018-04-08 发布日期:2018-04-08
  • 通讯作者: 李长义，教授，博士生导师，主任医师，院长，天津医科大学口腔医院，天津市 300070
  • 作者简介:李莺，女，1976年生，天津市人，汉族，2011年日本大学松户齿学部毕业，博士，副主任医师，硕士生导师，主要从事生物材料改性和机制研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(31470920，81500886)；天津市自然科学基金项目(16JCYBJC28700)；河北省自然科学基金项目(E2017202032)

Effects of titanium implant surface modification on macrophage polarization and osteogenesis

Li Ying, Li Chang-yi
  

  1. Hospital of Stomatology, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China
  • Received:2018-01-23 Online:2018-04-08 Published:2018-04-08
  • Contact: Li Chang-yi, Professor, Doctoral supervisor, Chief physician, Hospital of Stomatology, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China
  • About author:Li Ying, M.D., Associate chief physician, Master’s supervisor, Hospital of Stomatology, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China, No. 31470920, 81500886; the Natural Science Foundation of Tianjin, No. 16JCYBJC28700; the Natural Science Foundation of Hebei Province, No. E2017202032

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摘要：

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文题释义：
巨噬细胞：是种植体植入体内后首次接触到的细胞，是调节机体固有免疫反应、进而形成组织和生物材料相互整合的主要调节剂，在骨形成、骨改建和骨折愈合等方面发挥着重要作用，诱导间充质干细胞成骨分化。
巨噬细胞极化：巨噬细胞具有异质性和可塑性，存在于众多生理过程中，不同微环境信号刺激可明显改变其生物学功能，是天然免疫的重要组成部分。根据表型，通常将巨噬细胞分为经典激活途径巨噬细胞，即促进炎症的M1型巨噬细胞和替代激活途径巨噬细胞，即促愈合的M2型巨噬细胞。不同极化表型的巨噬细胞在宿主抵抗病原生物、肿瘤免疫、炎症反应和组织修复等过程中发挥着不同的功能和作用。
 
摘要
背景：单纯采用骨形成细胞评价钛种植体材料的生物学性能已不能满足获得早期和长期稳定的骨结合的要求。为实现上述目标，必须深入理解种植体与机体界面相互作用，同时考量包括巨噬细胞在内的体内免疫因素对种植材料的重要影响，指导种植体表面改性。
目的：综述近年来钛种植体表面物理、化学性质和生物改性对巨噬细胞极化和诱导成骨影响的研究现状。
方法：第一作者应用计算机检索PubMed、Springerlink、Web of Science、ScienceDirect、CNKI、维普、万方数据库2010年1月至2017年12月发表的文献，选择有关钛种植体、巨噬细胞极化、诱导成骨的文献。
结果与结论：巨噬细胞作为固有免疫反应的主要效应细胞，是种植体植入机体后首先到达种植体-组织界面、含量最丰富的一种细胞。种植体表面的不同物理化学和生物改性可通过激活巨噬细胞的M1炎症极化方向或者M2组织愈合方向，进而在种植体骨结合中发挥关键性作用。同时，种植体表面改性还对巨噬细胞诱导成骨有着重要的影响。未来发展方向是从免疫学角度解释种植体-宿主相互作用的愈合机制，研发新型钛种植体，通过巨噬细胞的免疫调节作用诱导骨形成并获得骨偶联的内稳态平衡，实现早期和长期稳定的骨结合。

关键词: 钛种植体, 表面形貌, 生物材料, 组织工程骨材料, 口腔种植材料, 化学性质, 生物改性, 巨噬细胞, 极化, 诱导成骨, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: A single use of bone-forming cells to evaluate the biological properties of titanium implant materials cannot meet the demands of early and long-term stable osseointegration. In order to fulfill the objective mentioned above, it is necessary to understand the interaction between implant and body at the interface of implantation. It is also urgent to consider the invaluable function of immunological factors including macrophage, so as to guide the implant surface modification.
OBJECTIVE: To review the influence of physical, chemical and biological surface modifications of implants on the macrophage polarization and osteogenesis.
METHODS: The first author conducted a computer-based retrieval of PubMed, Springerlink, Web of Science, ScienceDirect, CNKI, CqVip and WanFang databases for relevant articles published from January 2010 to December 2017. The key words were “titanium, implant, macrophage, polarization, osteogenesis” in English and Chinese, respectively.
RESULTS AND CONCLUSION: Macrophages represent the first and the most abundant cells in contact with these implant materials and act as main effector cells in the intrinsic immune response. Surface modifications of implants play an important role in osseintegration by a M1 “tissue-inflammatory” polarization or M2 “wound-healing” activation. Furthermore, implant surface modification also affects the osteoinductive ability of macrophage. Future research intends to explain the bone healing mechanism between implant and host tissues from the immunological aspect and develop new-type titanium implants. New surface modification methods of implants, which could induce osteogenesis and acquire bone coupling and homeostasis, will be developed to fulfill early- and long-term stable osseointegration. 

Key words: Titanium, Dental Implants,  , Tissue Engineering

中图分类号: