Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu cơ chế phát triển sớm của hydroxyapatite trên tinh thể rutile đơn: một hệ thống mô hình cho bề mặt sinh học hoạt tính
Tóm tắt
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng oxit titan tinh thể có tính sinh học in vitro và có sự khác biệt trong cơ chế hình thành hydroxyapatite (HA) tùy thuộc vào hướng tinh thể của bề mặt oxit titan. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã điều tra sự hấp thụ sớm của ion canxi và phosphate trên ba hướng bề mặt khác nhau của chất nền rutile TiO2 đơn tinh thể. Một bước quan trọng trong sự hình thành hạt nhân của HA được cho là sự hấp thụ Ca2+ và PO4
3− từ dung dịch đệm phosphate. Các bề mặt rutile đơn tinh thể (001), (100) và (110) đã được ngâm trong dung dịch đệm phosphate saline trong 10 phút, 1 giờ và 24 giờ ở 37 độ C. Sau đó, các bề mặt đã được phân tích bằng phương pháp phổ khối ion thứ cấp theo thời gian bay (TOF-SIMS) và phổ electron phóng xạ X (XPS). Kết quả cho thấy rằng sự hấp thụ Ca2+ và PO4
3− diễn ra nhanh hơn trên các bề mặt (001) và (100) so với bề mặt (110). Nghiên cứu này cũng cho thấy TOF-SIMS có thể được sử dụng như một công cụ để hiểu rõ hơn về sự hấp thụ của ion canxi và phosphate cũng như cơ chế tăng trưởng của HA. Kiến thức này có thể được sử dụng để điều chỉnh các bề mặt sinh học hoạt tính mới nhằm cải thiện phản ứng sinh học.
Từ khóa
#hydroxyapatite #oxit titan #ion canxi #ion phosphate #bề mặt sinh học hoạt tính #TOF-SIMS #XPSTài liệu tham khảo
Yang B, Uchida M, Kim HM, Zhang X, Koboku T. Preparation of bioactive titanium metal via anodic oxidation treatment. Biomaterials. 2004;25:1003–10.
Wang XX, Yan W, Hayakawa S, Tsuru K, Osaka A. Improvement of the bioactivity of H2O2/TaCl5-treated titanium after subsequent heat treatments. J Biomed Mater Res. 2000;52:171–6.
Uchida M, Kim HM, Kobuko T, Fujibayashi S, Nakamura T. Structural dependence of apatite formation on Titania gels in a simulated body fluid. J Biomed Res. 2003;64A:164–70.
Kuboku T, Kusitani H, Sakka S, Kitsugi T, Yamamuro T. Solutions able to reproduce in vivo surface-structure changes in bioactive glass-ceramics A-W. J Biomed Mater Res. 1990;24:721–34.
Li P, Kangasniemi I, de Groot K, Kobuko T. Bonelike hydroxyapatite induction by gel-derived titania on titanium substrate. J Am Ceram Soc. 1994;77(5):1307–12.
Li P, Ohtsuki C, Kuboku T, Nakaishi K, Soga K, de Groot K. The role of hydrated silica, titania and aluminia in inducing apatite on implants. J Biomed Mater Res. 1993;28(1):7–15.
Lindberg F, Heinrich J, Ericsson F, Thomsen P, Engqvist H. Hydroxyapatite growth on single-crystal rutile substrates. Biomaterials. 2008;29:3317–23.
Svetina M, Ciacchi C, Sbaizero O, Meriani S, De Vita A. Deposition of calcium ions on rutile (110): a first-principles investigation. Acta Mater. 2001;49:2169–77.
Vickerman JC, Briggs D. TOF-SIMS: surface analysis by mass spectrometry. Chichester: Surface Spectra, Manchester and IM Publications; 2001. p. 789.
Belu AM, Graham DJ, Castner G. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry: techniques and applications for the characterization of biomaterial surfaces. Biomaterials. 2003;24:3635–53.
Benninghoven A. Chemical analysis of inorganic and organic surfaces and thin films by static Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS). Angew Chem Int Ed Eng. 1994;33(10):1023–43.
Pacholski ML, Winograd N. Imaging with mass spectrometry. Chem Rev. 1999;99:2977–3006.
Eriksson C, Malmberg P, Nygren H. Time-of-flight secondary ion mass spectrometric analysis of the interface between bone and titanium implants. Rapid Commun Mass Spectrom. 2008;22(7):943–9.