Chinese Journal of Tissue Engineering Research ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (10): 1613-1619.doi: 10.12307/2024.266
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Yu Dehao1, Ning Fengting1, Du Yilang1, Wang Yeyuan1, Bai Bing2
Received:
2023-03-10
Accepted:
2023-04-28
Online:
2024-04-08
Published:
2023-08-21
Contact:
Bai Bing, Associate professor, Associate chief physician, Second Department of Prosthodontics, Hospital of Stomatology, China Medical University; Department of Prosthodontics, Liaoning Institute of Stomatology, Shenyang 110001, Liaoning Province, China
About author:
Yu Dehao, School of Stomatology, China Medical University, Shenyang 110002, Liaoning Province, China
Ning Fengting, School of Stomatology, China Medical University, Shenyang 110002, Liaoning Province, China
Supported by:
CLC Number:
Yu Dehao, Ning Fengting, Du Yilang, Wang Yeyuan, Bai Bing. Regulatory effects of micro-arc oxidation on anti-bacterial and anti-inflammatory properties of metal implants[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(10): 1613-1619.
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2.1 微弧氧化技术对金属植入物抗菌能力的调节作用 2.1.1 单独应用微弧氧化技术 钛及其合金由于其优异的机械性能和生物相容性而被广泛用于医疗植入装置(人工关节、骨固定器、脊柱固定器、牙科植入物等)[13]。细菌黏附定植于植入物表面后,能够形成细菌微菌落、分泌胞外聚合物并形成生物膜,在生物膜的保护下细菌极易在材料表面增殖,从而导致感染[14–16],这也被认为是口腔科和骨科植入手术失败的主要原因[17]。由于铜、锌和银等金属成分具备良好的抗菌性能,所以研究者经常采用微弧氧化技术将上述元素添加到材料表面涂层中。 (1)应用微弧氧化技术添加铜:铜具有很强的抗菌作用,并已被用于修饰医用钛的表面[18]。KANG等[19]采用微弧氧化在钛表面制备了掺杂不同浓度铜元素的具备火山形微孔表面形貌的二氧化钛涂层,抗菌实验表明,掺杂铜的二氧化钛涂层对金黄色葡萄球菌和牙龈卟啉单胞菌具有良好的抑菌性能,作者认为Cu+的抗菌机制是细胞内蛋白质对Cu+有较强的亲和力,这会使细菌中的重要酶和DNA失活,最终使其复制能力失效;Cu2+的抗菌机制则与活性氧的参与有关[19–21]。SHIMABUKURO等[22]在钛表面成功地制备出掺铜多孔氧化物层,含不同铜离子浓度的氧化层形貌基本相同,抗菌实验表明随着铜含量的增加,涂层表面大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的数量显著减少,且对金黄色葡萄球菌的抑制作用强于对大肠杆菌的抑制作用;在生理盐水中浸泡28 d后,该涂层对金黄色葡萄球菌的抗菌效果得到进一步增强。该作者还采用微弧氧化技术在钛表面制备了掺银/掺铜的多孔二氧化钛层,并使用大肠杆菌评估涂层的抗菌活性,结果显示在生理盐水中培养7 d后,氧化层中银和铜的浓度显著降低,28 d后仍保持少量银和铜的浓度;在生理盐水中培养28 d后,掺银二氧化钛涂层中银的化学状态从Ag2O变为金属银,该涂层的抗菌效果减弱;掺铜二氧化钛涂层中铜的化学状态一直为Cu2O,该涂层的抗菌效果保持不变,该研究表明了在设计掺银/掺铜抗菌涂层时需考虑银与铜的时间瞬变效应[23]。此外,有研究通过微弧氧化技术还可以在Ti-6Al-4V合金表面上制备含铜和磷化合物的多孔特征表面结构,当涂层表面的铜原子浓度在0.54%-0.72%范围时对白色念珠菌和大肠杆菌与基质的黏附明显减小,且涂料中Cu+/Cu2+的含量越高抗菌和杀真菌效果越好,作者认为该涂层抗菌和杀真菌性能符合标准,能够用作植入物和机体组织之间的过渡层[24]。 镁及镁合金由于可吸收、良好的生物相容性和与天然人体骨相似的机械性能等优势,在骨修复材料研发中得到越来越多的青睐。但镁及其合金的抗菌效果较差,为了改善镁合金的抗菌性能,有学者利用微弧氧化将铜掺入到镁合金表面,实验表明不同Cu2+含量的涂层对材料抗菌活性的影响不同,Cu-0.1组的抗菌活性较低,对金黄色葡萄球菌的生长抑制仅仅达到10%;Cu-0.5组和Cu-1组对金黄色葡萄球菌的抑制高达50%;时间-杀菌实验曲线显示,Cu-0.5组和Cu-1组在8-24 h内能够显著抑制金黄色葡萄球菌的生长[25]。 (2)应用微弧氧化技术添加锌:锌在DNA合成、核酸代谢、生物矿化等生物功能中发挥着重要的作用,同时锌还具有优异的抗菌性能[26-27]。YE等[28]在钛表面制备了掺杂锌的双层结构镀层,该双层结构的表面层完全由包含钛、氧和锌元素的非晶态组成,其中锌以弱化Zn-O键的形式存在,随着微弧氧化电压的升高,表面非晶态锌的掺杂剂量会增加,弱化的Zn-O键可调控Zn2+的释放和活性氧的产生,作者认为该涂层的抗菌机制为:在适当电压下细胞外活性氧形成增强,导致金黄色葡萄球菌细胞壁和质膜的严重破裂,以及胞内蛋白向外泄漏;同时Zn2+释放增强,细胞外H2O2形成,导致金黄色葡萄球菌细胞内活性氧水平增强,加重了细胞内蛋白质和DNA的损伤以及磷脂和质膜的额外损伤,最终导致细菌死亡。 (3)应用微弧氧化技术添加银:银具有较强的抗菌活性,对哺乳动物的细胞毒性很小,还能够加速伤口的愈合,近年来已被用于各类医疗器械中[29-31]。有学者直接通过一步微弧氧化将银和锶掺入到多孔二氧化钛涂层中,该涂层展现了较强的短期和长期抗菌能力,抗菌实验表明,当银含量为0.58%、锶含量为1.85%时,涂层对金黄色葡萄球菌的抗菌率在24 h后达到了100%;在磷酸缓冲盐溶液中浸泡30 d后仍保持了相当强的抗菌性能(抗菌率达到77.60%)[32]。SHIMABUKURO等[17]通过两步微弧氧化将银和锌掺入到钛合金表面,发现其能有效杀死大肠杆菌,此涂层在生理盐水中浸泡28 d后也能保持优异的抗菌性能。ZHANG 等[33]分别采用一步法和两步法在钛表面制备了含钙/磷/银的多孔二氧化钛涂层,两种方法制备的含钙/磷/银多孔涂层的表面形貌和元素组成相似,但一步法制备的涂层中银以磷酸银的形式存在,而两步法制备的涂层中银以金属银的形式存在;将大肠杆菌在两种涂层上培养24 h后,抗菌率均在99.9%以上,但一步法制备的表面涂层具有较好的银释放曲线。此外,一步法制备的表面涂层粗糙度和亲水性得到了提高,因此具有较好的生物性能,其临床应用前景更加广阔。 (4)应用微弧氧化技术添加锰:在钛基植入物表层掺入锰被认为是制备生物活性表面的一种有前途的方法。锰既可以提高成骨活性又可以抑制细菌增殖[34],特别是针对革兰阴性大肠杆菌和铜绿假单胞菌[35]。ZHAO等[36]通过微弧氧化在钛表面制备了Mn-TiO2微孔生物涂层,体外实验表明该涂层可造成大肠杆菌收缩、细胞壁穿孔与细胞膜破裂,对大肠杆菌的增殖有抑制作用,并且抗菌能力随锰含量的增加而增加。2020年,有研究者首次在含有乙酸钙、磷酸二氢钠和乙二胺四乙酸锰二钠盐的溶液中使用一步微弧氧化技术制备了掺锰的Ca-P/TiO2复合涂层,抗菌实验表明:未掺锰涂层对金黄色葡萄球菌的抗菌率约为56.9%,而掺锰涂层的抗菌率(约为69.7%)明显高于未掺锰涂层[37]。 (5)应用微弧氧化技术添加铋:铋化合物不仅已成功用于治疗黏膜和真皮感染,而且被认为是磷酸钙骨水泥中的抗菌添加剂[38-39]。LIN等[40]通过微弧氧化制备了掺杂铋的二氧化钛涂层,结果表明48 h内该涂层上伴放线放线杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的菌落数减少率分别为88%和89%,表明该涂层能够抑制伴放线放线杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长。 (6)应用微弧氧化技术添加非金属:微弧氧化技术还可以将其他非金属材料掺入到涂层内部。氧化石墨烯由带有含氧基团的二维片组成,可以通过纳米刀效应和活性氧来促进抗菌活性。纳米刀效应通过切割细胞膜达到抑制微生物生长的目的。SUN等[41]将不同含量的自组装氧化石墨烯通过微弧氧化技术添加到钛表面,制备出具有诱导牙本质样矿化和预防感染能力的改性钛基牙髓封闭材料,结果表明Ti-MAO-1.0 mg/mL氧化石墨烯涂层对变形链球菌的抗菌率为(90.81±4.02)%。 WANG等[42]采用一步微弧氧化在钛表面制备了羟基磷灰石/二氧化钛复合涂层,然后用浸涂法将壳聚糖负载在羟基磷灰石/二氧化钛表面,抗菌实验表明,大肠杆菌在1CS/MAO-1、1CS/MAO-2和1CS/MAO-3涂层上的减少率分别约为70%,85%和95%,在0.5CS/MAO-3、3CS/MAO-3和4CS/MAO-3涂层上的减少率分别约为90%,99%和100%,这表明涂层的抗菌活性随着壳聚糖负载量的增加而提高。壳聚糖的抗菌机制是壳聚糖在酸性溶液中溶解后形成的正电荷很容易吸附带负电的大肠杆菌,然后在细胞表面形成一层高分子膜来改变细胞膜的通透性,阻止营养物质向细胞的运输和生理代谢废物的排出,导致细菌的代谢紊乱,进而影响细菌的生长和繁殖。 ZHOU等[43]通过微弧氧化在钛上制备了掺杂有不同量氟的二氧化钛/磷酸钙涂层(TiCP-F1、TiCP-F6和TiCP-F9),体外抗菌实验结果显示,在第1天,TiCP-F6和TiCP-F9对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率高达约97%;在第28天,TiCP-F6和TiCP-F9仍保持至少94%的高抗菌率;体内抗菌实验显示,在植入感染兔模型8周后,TiCP-F6和TiCP-F9涂层上的细菌数量几乎为0。作者认为氟可以通过酶抑制剂的直接作用有效干扰细菌代谢,并通过形成金属-氟络合物抑制质子移位氟-ATP酶,阻止细菌内ATP的合成和水解。 2.1.2 微弧氧化与其他表面改性技术联合应用 微弧氧化技术中的电压、时间、温度、电解液成分等因素均会影响涂层的表面形貌和成分,从而影响涂层的表面性能[44]。孔隙率高且孔隙直径大的微弧氧化膜疏松层,不仅影响微弧氧化膜的表面质量,还加快了腐蚀介质侵蚀基体的速度[45]。微弧氧化与其他表面改性技术联合应用既可以有效解决孔隙对材料表面性能的影响,还可以赋予涂层良好的抗菌活性、细胞相容性和促成骨活性,抵消元素带来的细胞毒性[44-45]。 微弧氧化与其他表面改性技术的联合应用可分为两种类型[44]:第一种是联合其他表面改性技术向微弧氧化涂层中掺入功能性元素,如水热处理、磁控溅射、浸渍涂覆等;第二种是联合其他表面改性技术改善微弧氧化涂层的物理形貌,如超声辅助微弧氧化、高能喷丸等。 (1)联合其他技术向微弧氧化涂层中掺入功能性元素:光疗包括光热治疗和光动力治疗,被认为是治疗细菌感染的有效方法[46-47]。光热治疗是依靠光热剂在近红外光照射下产生的局部高温达到破坏细菌生物膜结构、蛋白质或酶变性,从而达到杀菌目的的一种技术[48],一般应用水热处理或溶胶-凝胶方法将光热剂引入到合金表面[49]。光动力治疗是依靠光敏剂在有氧条件下吸收特定波长的光源后,可以从基态转变为激发态并能与底物作用形成自由基的能力,通过氧气与自由基结合产生活性氧来破坏细菌的DNA、蛋白质和生物膜的一种杀菌技术[50-51]。光动力治疗的组成包括3种成分:特定波长的光源(包括激光、发光二极管和卤素灯)、光敏剂(包括亚甲基蓝、甲苯胺蓝、卟啉等)和氧气[52]。 CHAI等[53]采用微弧氧化、水热处理和静电键合等复合工艺在钛表面成功制备了二氧化钛/二氧化钼/壳聚糖涂层,二氧化钼的引入显著提高了二氧化钛涂层的光热和光动力能力;通过静电键合将壳聚糖固定在二氧化钼表面,提高了二氧化钼的亲水性和生物相容性;在高温和活性氧的协同作用下,涂层在808 nm近红外光照射15 min后,体内外实验均表现出对变形链球菌的良好抗菌能力。LI 等[54]采用微弧氧化和水热处理技术在钛表面制备了β-FeOOH/Fe-TiO2异质结,异质结是两种不同半导体之间的区域,在异质结处应用光照射10 min后形成的活性氧可以在体外杀死80%的金黄色葡萄球菌。有学者通过结合使用微弧氧化和水热处理技术成功地在钛表面上制备了含碘的沸石咪唑框架-8涂层,在近红外光照射下沸石咪唑框架-8介导的活性氧氧化应激和释放的碘具有抗菌协同作用,增强了此涂层在体外和体内的抗菌功效;此涂层还支持骨髓间充质干细胞的成骨分化以及在大鼠胫骨髓内模型中加速了植入物表面上的新骨生长,这表明该涂层抗菌功效的改善并不会损害植入物的成骨潜力[55]。 YE等[56]采用微弧氧化和水热处理技术在钛表面制备了一种氧化锌纳米棒图案涂层,该涂层在体内外对黏附的和浮游的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出强烈的抗菌活性,该涂层通过机械渗透(即金黄色葡萄球菌分泌的细胞外聚合物诱导细菌黏附氧化锌,驱动纳米棒刺穿细菌细胞壁)和涂层中Zn-O键释放的活性氧达到对黏附细菌的杀菌目的;另一方面,涂层释放的Zn2+对浮游细菌的杀菌作用起决定作用。 FIALHO等[57]采用微弧氧化制备了含有钙和磷的多孔Ta2O5层后,再采用直流磁控溅射的方法将锌纳米颗粒沉积到上述涂层表面,抗菌实验结果显示该涂层对浮游金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用,且对金黄色葡萄球菌的定殖也有抑制作用。这两种技术的结合提高了材料的抗菌活性,为防止细菌的初始定殖提供了很好的指导。 AKTUG等[58]采用微弧氧化在金属锆表面包覆生物陶瓷,然后通过浸渍涂覆的方法在生物陶瓷表面覆盖抗菌的壳聚糖层,抗菌实验显示,单纯采用微弧氧化涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度分别为(5.5±0.7) mm和(4.2±0.3) mm,微弧氧化+壳聚糖涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度分别为(21.6±1.3) mm和(13.7±0.9) mm;微弧氧化+壳聚糖涂层对大肠杆菌的抗菌活性比微弧氧化表面高74.5%,对金黄色葡萄球菌的抗菌活性比微弧氧化表面高出69.3%。通过该实验数据可以推断出,微弧氧化+壳聚糖涂层对革兰阴性菌的抑菌效果比革兰阳性菌更有效。 (2)联合其他技术改善微弧氧化涂层的物理形貌:超声波的引入不仅可以提高微弧氧化的涂层厚度、使涂层分布更加均匀,还可以提高涂层与金属的结合强度以及阳离子沉积量,进一步提高了涂层表面的生物活性[59-60]。超声辅助微弧氧化被认为是生产高质量钛基骨科植入物的一种有前途的表面改性方法[61]。 LV等[61]通过超声辅助微弧氧化构建多层锌改性二氧化钛涂层,培养24 h后微弧氧化处理涂层组抗菌率为77.6%,而经超声辅助微弧氧化处理涂层的抗菌率接近90%,实验结果表明超声波能显著提高锌改性二氧化钛涂层的杀菌效果。该作者认为其抗菌机制为Zn2+能够穿透细菌膜与关键蛋白相互作用,损伤细菌的DNA,从而阻断细菌的增殖。HU等[62]利用超声辅助微弧氧化处理Ti-Cu合金增加了涂层粗糙度,改善了亲水性,抗菌实验显示,经超声辅助微弧氧化处理的Ti-Cu合金在生理盐水中浸泡20 d后仍显示出对金黄色葡萄球菌的强抗菌活性(抗菌 率≥99%),作者认为抗菌机制主要是由于CuO和Cu2O的形成。还有使用钛作为沉积基底,利用超声辅助微弧氧化方法来沉积磷酸钙基涂层,再来携带各种类型药物的实验,以万古霉素为例,带有万古霉素的超声辅助微弧氧化沉积的磷酸钙载体提取物在体外可以更有效抑制金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长,利用浸泡在万古霉素溶液中的涂层进行抗菌实验,结果显示耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抑制区在涂层浸泡24 h内呈剂量依赖性增加,随后杀菌活性下降,当涂层浸泡120 h时下降为0[63]。 高能喷丸和微弧氧化技术联合应用可制备出3种多孔涂层(微弧氧化、Si-微弧氧化和Si/Cu-微弧氧化),抑菌实验结果表明,Si-微弧氧化和Si/Cu-微弧氧化涂层对金黄色葡萄球菌[抑菌率(99.1±2.3%)]和变形链球菌[抑菌率(98.7±3.5)%]的抑菌效果均优于微弧氧化涂层组,研究结果表明,Si/Cu-微弧氧化涂层具有优异的综合性能,在牙槽窝感染的即刻种植治疗中具有良好的应用前景[64]。 文章将含有抗菌机制的实验汇总,见表1。"
2.2 微弧氧化技术对金属植入物抗炎能力的调节作用 生物材料的表面特性(表面形貌、粗糙度和孔隙率等)能通过影响细胞外基质蛋白的吸附影响蛋白质黏附,形成的蛋白质层可以进一步介导凝血系统、补体系统、血小板和免疫细胞的状态[65],也会影响免疫炎症细胞的进一步募集和黏附[65]。研究者可以通过更改生物材料的表面涂层来修饰支架表面物化性能,以调整促炎级联反应的启动[66],因此生物材料的表面特性在抗炎症和促伤口愈合反应中起着关键作用[65,67]。由此可知,细胞和生物材料之间的界面是决定软组织和硬组织能否成功再生的关键[65]。 BATOOL等[65]发现生物材料植入时的初始炎症反应有助于组织的修复和再生,但持续的炎症会损害伤口的愈合反应。众多学者研究表明,急性炎症状态是由植入部位的创伤程度决定的,此时免疫炎症细胞以中性粒细胞为主,它能够分泌大量的蛋白水解酶、活性氧、促炎细胞因子和免疫调节因子,进一步激活单核细胞、巨噬细胞、未成熟树突状细胞和淋巴细胞,其中单核细胞和巨噬细胞是参与炎症演化的主要细胞[68-70]。巨噬细胞在早期炎症阶段向M1表型极化,表现为肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、白细胞介素12、白细胞介素23和白细胞介素1β的表达上调,这是伤口愈合过程所必需经历的阶段[71-73]。 在机体损伤后恢复过程的组织重建和功能完善中,巨噬细胞起着重要的作用[74]。巨噬细胞通过吞噬作用和活性自由基消毒伤口、利用胶原酶和弹性酶清除伤口、通过释放细胞因子和生长因子来结束炎症反应,这些是它们对伤口愈合的主要贡献[75-76]。当巨噬细胞极化为M2表型时,M2型特异性表达因子白细胞介素10和转化生长因子β的表达上调[77];此外,巨噬细胞还影响血管生成、纤维增生和细胞外基质合成[75]。巨噬细胞的极化见图4。"
下文就微弧氧化技术单独应用和与其他表面改性技术联合应用制备的表面涂层的抗炎性能进行综述。 2.2.1 金属涂层 生物材料诱导的炎症反应是决定植入物体内命运的关键因素之一,因此具有适当抗炎和成骨特性的植入材料可能有望用于骨科应用[78]。当植入物植入体内后,早期持续的免疫反应可导致机体的慢性炎症[79],具有免疫调节作用的植入材料不仅可以降低机体的免疫反应,还能促进植入物与骨组织之间形成理想的骨结合[80]。 LI等[81]在微弧氧化制造的钛表面上引入多孔陶瓷涂层,研究发现微弧氧化修饰的钛表面能使巨噬细胞极化为M1样表型,从而创造适当的炎症微环境,这种炎症微环境可以促进组织培养板上成骨细胞样细胞的胶原蛋白合成和基质矿化。有学者采用微弧氧化技术在钛表面形成含锌的二氧化钛涂层,其中锌主要以氧化锌的形式均匀分布在多孔二氧化钛涂层表面,在与骨髓间充质干细胞共培养时,实验组细胞的肿瘤坏死因子α、CD86和诱导性一氧化氮的mRNA表达下降,碱性磷酸酶蛋白质表达提高[79]。LI等[82]采用微弧氧化技术在钛基体上制备了含镁的二氧化钛涂层,在脂多糖的刺激下,涂层表面生长的巨噬细胞从M1表型转变为M2表型(CD86、CD11c、诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β的基因表达受到抑制,CD163的基因表达被促进);而在无脂多糖的刺激下,涂层表面生长的巨噬细胞的骨形态发生蛋白2、骨形态发生蛋白6和血管内皮生长因子的表达能力得到了显著提高,结果表明镁可以作为抑制炎症和介导成骨的抗炎剂,在与生物材料整合后可以赋予骨生物材料抗炎特性。有学者制备了含铜的微米和纳米形貌生物陶瓷表面(Cu-Hier-Ti)涂层,实验结果表明,直接补充到培养基中的Cu2+或从Cu-Hier-Ti表面释放的Cu2+均可以通过激活巨噬细胞中的铜转运信号(CTR1和ATP7A),使巨噬细胞极化为促炎的M1表型,但Cu-Hier-Ti表面释放的Cu2+引起的炎症反应强度低于直接补充Cu2+引起的炎症反应;Cu-Hier-Ti表面通过调节整合素(integrinα5、αM、β1和β2)和Toll样受体(TLR-3、TLR-4、Myd88和Ticam-1/2)调节细胞的黏附和功能[18]。另有学者发现,在含铜的微弧氧化表面上培养的巨噬细胞可极化为M1表型,上调一氧化氮合酶的表达并下调精氨酸酶的表达,进而增强促炎细胞因子白细胞介素6释放,抑制抗炎细胞因子白细胞介素4和白细胞介素10释放,表明该涂层可以调节成骨细胞样细胞分化的炎症微环境[83]。HUANG等[84]采用粉末冶金策略制备了富钛相和富钽相的合金,采用微弧氧化对Ti-Ta复合材料表面进行改性,结果表明,微弧氧化修饰的Ti-Ta材料表面可以抑制炎症反应并使巨噬细胞极化为抗炎M2表型。 2.2.2 非金属涂层 有学者研究了在不同电压下通过微弧氧化沉积在钛上的磷酸钙涂层的理化性能和生物学性能,用抗CD2/CD3/CD28抗体激活肿瘤来源的Jurkat T细胞与该涂层的共培养,在14 d时该涂层维持了活化Jurkat T细胞的促炎能力,活化Jurkat T细胞的促炎趋化因子(巨噬细胞炎症蛋白1-α和巨噬细胞炎症蛋白1-β)的分泌增加;激活Jurkat T细胞的促炎细胞因子分泌增强了CD4+亚群的体外生存[85]。 另有学者描述了一种用羟基磷灰石纳米颗粒装饰的微孔二氧化钛涂层,该涂层是通过微弧氧化作用于钛并随后退火产生的。通过改变微弧氧化的退火温度可以调整涂层的表面形貌、润湿性和化学性能。体外实验表明,退火温度为650 ℃的微弧氧化涂层不仅支持成骨细胞和内皮细胞的增殖和分化,还可抑制巨噬细胞的炎症反应(显著下调白细胞介素6、白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达)[86]。 2.2.3 微弧氧化与其他表面改性技术的联合应用 有学者用微弧氧化和水热处理技术生产了含羟基磷灰石纳米结构的钛涂层[87-88],在该涂层表面的巨噬细胞能够抑制炎症反应(下调白细胞介素1β、白细胞介素6、白细胞介素18、肿瘤坏死因子α的表达;上调M2型巨噬细胞相关细胞因子的表达),并促进样本表面自噬标志物LC3A、LC3B、ATG5的表达,从而调节免疫环境[87-88]。另有学者采用微弧氧化和水热处理的混合工艺在钛表面上制备了β-FeOOH/TiO2涂层,该涂层在大鼠皮下软组织感染模型中植入4 d后,通过下调白细胞介素1β、白细胞介素6和诱导型一氧化氮合酶的表达减轻炎症反应[89]。"
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