牙科用鈦植體表面製備具降解性鈣磷化合物並接枝含生長因子之奈米顆粒以促進其骨整合反應(3/3)

噴砂/酸蝕處理是目前牙科鈦(titanium, Ti)植體常用於促進其表面骨整合之表面處理方式，此處理能提供植體與骨界面的機械式鎖住效果及良好細胞生長環境。然而，此種利用物理及化學技術處理後的Ti植體表面仍屬於生物惰性。因此，開發主動誘導植體周圍組織生長的表面處理技術，是一項新興發展的方向。本計畫擬開發新一代Ti牙科植體表面處理技術，先於經噴砂/酸蝕處理之Ti 表面製備次微米至微米孔洞表面，接續利用電化學陰極沉積處理技術於孔洞表面製備具不同溶解度之鈣磷化合物(含不同比例之Ca/P)，接續置入含不同生長因子[包含: 第二型骨形態發生蛋白 (BMP-2) 及血管內皮生長因子 (VEGF)]之明膠奈米顆粒 (NPs) [分別標記NPs-B、NPs-V及NPs-BV] 於鈣磷化合物表面，鈣磷化合物包含Ca/P比1.5的磷酸三鈣(TCP)、Ca/P比1.67的氫氧基磷灰石(HA)及Ca/P比1.5~1.67的TCP/HA混合物，並藉由調整鈣磷化合物Ca/P比例來調控生長因子釋放時程。本計畫擬以三年時間，評估上述表面處理對Ti金屬表面特性及體外生物反應[包含: 生物相容性、人類骨髓間葉幹細胞反應及人類臍靜脈內皮細胞的影響。第一年度，於Ti表面進行各種表面處理，包含：(1)噴砂/ 酸蝕；(2)於噴砂/酸蝕表面沉積不同溶解度之鈣磷化合物；(3)於噴砂/酸蝕表面先沉積不同溶解度之鈣磷化合物，再分別置入NPs-B、NPs-V及NPs-BV於鈣磷化合物表面。分析材料之表面特性(包含: 表面形貌、化學組成、官能基組成、粗糙度、表面親疏水性、鍍層附著能力及生長因子釋放能力)。第二年度，評估經表面處理試片之生物相容性(包含細胞毒性 (ISO 10993-5)及人類骨髓間葉幹細胞反應(如貼附、增生、礦化、分化及其相關蛋白表現(FAK及P38/ERK/JNK等)。第三年度，評估經表面處理試片之人類臍靜脈內皮細胞反應機制，分析血管新生行為及其相關蛋白表現 (如Ang2、STAT3、Notch1、HIF-1、Akt/P13K及P38/ERK/JNK)。預期本計畫結果有助於開發具市場競爭性之新一代Ti牙科植體表面處理技術。