Lớp phủ gốm thủy tinh cấu trúc nano cho các ứng dụng chỉnh hình-Phần 5

3.6. Phản ứng chuỗi polymerase thời gian thực định lượng

Hình 11 cho thấy mức độ biểu hiện của các gen liên quan đến xương (Runx-2, OPN, collagen loại I và BSP) liên quan đến gen giữ nhà (GAPDH) sau 1 và 7 ngày nuôi cấy. Vào lúc 1 ngày, biểu hiện gen Runx-2 mRNA cao hơn ở HOB được nuôi cấy trên lớp vỏ SP và đĩa Ti-6Al-4V, so với trên lớp phủ HT. Sau 7 ngày, mức độ biểu hiện Runx-2 trên lớp phủ HT đã bắt kịp với mức độ trên Ti-6Al-4V, trong khi HOB trên lớp phủ SP cho thấy mức độ biểu hiện Runx-2 cao nhất (hình 11a). Không có sự khác biệt đáng kể trong biểu hiện gen BSP được tìm thấy trong các HOB được nuôi cấy trên lớp phủ HT và SP, và đĩa Ti-6Al-4V ở cả hai thời điểm (hình 11b). Mức độ biểu hiện gen OPN trong HOB trên cả hai loại lớp phủ, đặc biệt là trên lớp phủ HT, cao hơn so với đĩa Ti-6Al-4V ở cả hai thời điểm (hình 11c). Mức độ biểu hiện cao hơn của collagen loại I đã được quan sát thấy trong các HOB được nuôi cấy trên cả hai lớp phủ, so với các đĩa Ti-6Al-4V ở ngày thứ 7 (hình 11d). Nói chung, các dữ liệu này chỉ ra rằng cả hai lớp phủ HT và SP đều hỗ trợ sự khác biệt của HOB.

Nanostructured Glass–ceramic Coatings For Orthopaedic Applications

Hình 6. Sự thay đổi tỷ lệ phần trăm tương đối của các yếu tố cấu thành của (a) HT và (b) lớp phủ SP, (c) tỷ lệ mol Si / Ca của chúng và (d) thay đổi giá trị pH của dung dịch đệm HCl mậtTris sau khi ngâm lớp phủ. Dấu hoa thị đại diện cho ence khác nhau đáng kể; giá trị p < 0,05. (a C c) Thanh màu xám đại diện trước khi ngâm và thanh màu đen đại diện sau khi ngâm và (d) kim cương đầy đại diện cho SP và hình vuông đầy đại diện cho HT.


Nanostructured Glass–ceramic Coatings For Orthopaedic Applications Ti 6Al 4v

Hình 7. Hình thái bề mặt của (a, b) các lớp phủ HT sau khi ủ trong môi trường nuôi cấy không có tế bào trong 5 giờ và EDS của (c) lớp phủ HT trước khi ủ và (d) các lớp lắng đọng trên bề mặt của nó sau khi ủ. Thanh tỷ lệ, (a) 50 mm và (b) 10 mm. (Phiên bản trực tuyến có màu.)


4. THẢO LUẬN

Trong công trình này, lớp phủ HT và SP được chế tạo bằng kỹ thuật phun plasma trong khí quyển. Cả hai loại lớp phủ đều thể hiện cấu trúc thủy tinh và có bề mặt cấu trúc nano do nhiệt độ cao và tốc độ làm mát siêu cao của phun plasma plasma [3,35,36]. Độ bền liên kết của lớp phủ SP vượt trội so với lớp phủ HT; và cả hai đều cao hơn so với các giá trị được báo cáo của lớp phủ HAp phun plasma [37, 39]. Hệ số giãn nở nhiệt là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của lớp phủ bao gồm sự hình thành các vết nứt, ứng suất và cường độ liên kết. Các hệ số của gốm HT và SP và hợp kim Ti-6Al-4V được báo cáo là 11,2 × 10 -6 K -1 [24], 6 × 10 -6 K -1 và 8.4 - 8.8 × 10 -6 K -1 [ 15], tương ứng, trong khi lớp phủ HAp là khoảng 15,2 × 10 -6 K -1 [40]. Sự kết hợp chặt chẽ giữa các hệ số giãn nở nhiệt của lớp phủ HT và SP so với hợp kim Ti-6Al-4V đã góp phần tăng cường độ liên kết cao hơn so với lớp phủ HAp. Độ bền liên kết vượt trội của SP so với lớp phủ HT có thể là do sự có mặt của Ti trong lớp phủ SP có thể tăng cường liên kết hóa học và khuếch tán giữa lớp phủ SP và lớp Ti-6Al-4V nằm dưới [41]. Trịnh và cộng sự. [39] đã chứng minh rằng độ bền liên kết của lớp phủ HAp phun plasma được cải thiện đáng kể bằng cách sử dụng nguyên liệu hỗn hợp bột Ti và HAp. Bên cạnh độ bền liên kết, độ cứng là một thông số quan trọng khác đối với lớp phủ y sinh vì nó ảnh hưởng đến đặc tính chống mài mòn của chúng. Độ cứng của lớp phủ phát triển của chúng tôi cao hơn so với lớp phủ HAp phun nhiệt mặc dù lớp phủ của chúng tôi đã được thử nghiệm dưới tải trọng cao hơn, như có thể thấy trong bảng 4. Trên thực tế, độ cứng của hai lớp phủ này cũng tương đương với lớp phủ của gốm HAp các khối (cũng được thấy trong bảng 4).

Figure 8. SEM micrographs of HOBs cultured on the HT coatings Titanium