第23卷第2期 无机材料学报 Vol. 23. No. 2 2008年3月 ournal of Inorganic Materials Mar.2008 文章编号:1000324X(2008)020341-05 碳/碳复合材料表面粗糙度对成骨细胞生长行为的影响 张磊磊,李贺军,李克智,李新涛,翟言强,张雨雷 (西北工业大学材料学院,西安710072) 摘要:采用化学气相沉积工艺制备了碳/碳(C/C)复合材料,用表面轮廓仪检测了表面粗糙度,用MG63成 骨细胞进行了细胞试验,研究了C/C复合材料表面粗糙度对成骨细胞形貌、粘附和增殖的影响规律.结果表 明:C/C复合材料表面粗糙度越高则成骨细胞在其表面的粘附率越高,增殖率越低;C/C复合材料表面粗糙 度对成骨细胞的生长方向和形貌具有诱导作用,粗糙度越高则方向诱导作用越明显,且细胞附着形貌呈梭形或 长条状,立体感强,反之成骨细胞则呈现片状,铺展状态好 关键词:碳/碳复合材料;粗糙度;成骨细胞 中图分类号:R318文献标识码;A Effect of Surface Roughness of Carbon/Carbon Composites on Osteoblasts Growth behaviour ZHANG Lei-Lei, LI He-Jun, LI Ke-zhi, lI Xin-Tao, ZHAI Yan-Qiang, ZHANG Yu-Lei School of Materials Science, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China Abstract: The aim of this study is to investigate the role of surface roughness of carbon/carbon(C/C) composites on osteoblasts morphology, adhesion and proliferation. C/C composites were prepared by chemical vapor infiltration and three different values of surface roughness were created by treatment with two kinds of grinding paper and mechanical polishing. The surface roughness of C/C composites was measured by Talysurf profilometer, and cell culture was performed with MG-63 osteoblasts. The adhesion rate, morphology and proliferation rate were assessed. The results show that the adhesion rate increase and the proliferation rate decrease with the increase of roughness. The orientation of the osteoblasts is affected by the roughness, the higher the roughness, the greater the effect. As surface oughness increasing, the morphology of the osteoblasts changes from shuttle and strip shape to slice Key words: carbon/carbon composites; roughness; osteoblasts 引言 骨修复和骨替代的关键是良好的骨幣合和长期 的稳定性.由于骨植入材料和组织的交互作用主要 碳/碳(C/C)复合材料继承了碳材料固有的生 发生在材料表面,所以材料的表面物理化学状态对 物相容性,同时兼具纤维增强复合材料的高韧性和 骨整合具有重要的意义,特别是材料表面粗糙度可 高强度的特点,且疲劳性能好,弹性模量与骨骼相 以直接影响细胞的附着、增殖和分化,进而影响着 当,是一种极具潜力的骨修复和骨替代生物惰性材植入体周围新生骨的数量和质量4,.已有研究结 果表明,生物医用NTi合金、钛和羟基磷灰石的 收稿日期,2007-04-25,收到修改稿日期:2007-0607 基金项目:国家自然科学基金 作者简介,张磊磊(1982-),男,博士研充生. E-rnail: zhangleilei2004@mail 通讯联系人:李贺军,教授.Emai:liejun@nwpu.edu.cn 2 01994-2070 China academic Joumal Electronic Publishing House. all rights reserved. htp: /wwe cnki net© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第 卷 第 期 年 月 无 机 材 料 学 报 , , 文章编号 一 一 一 碳 碳复合材料表面粗糙度对成骨细胞生长行 为 的影响 张磊 磊 , 李 贺军 , 李克智 , 李新 涛 , 翟 言 强 , 张 雨 雷 西 北 工 业 大 学 材 料 学院 , 西 安 摘 要 采用化学气相沉积工艺制备 了碳 碳 复合材料 , 用表面轮廓仪检测了表面粗糙度 , 用 一 成 骨细胞进行 了细胞试验 , 研究 了 复合材料表面粗糙度对成骨细 胞形貌 、 粘 附和 增殖 的影 响规 律 结果 表 明 复合材料表面粗糙度越高则成骨细胞在其表面的粘 附率越高 , 增殖率越低 复合材料表面粗糙 度对成骨细胞的生长方向和形貌具有诱导作用 , 粗糙度越高则方 向诱导作用越 明显 , 且细胞 附着形貌呈梭形 或 长条状 , 立体感强 , 反之 成骨细胞则呈现 片状 , 铺展状态好 关 镇 词 碳 碳复合材料 粗糙度 成骨细胞 中图分类号 文献标识码 一 , 一 , , 一 丁 , 一 , 一 , , , , , 饰 饰 , 一 , 饰 , , , 引言 碳 碳 复合材料继 承 了碳材料 固有 的生 物 相 容性 , 同时兼具纤 维增 强复合材料 的高韧性和 高 强 度 的特点 , 且疲 劳性能 好 , 弹性模 量 与骨 骼 相 当 , 是 一 种极具潜力 的骨修复和 骨替代生物惰性材 料 ‘一 骨修复和 骨 替代的关键是 良好的骨 整 合和 长期 的稳定性 由于 骨 植入 材 料和 组 织 的交 互作用 主要 发 生 在材料表 面 , 所以 材 料 的 表 面物理 化学 状 态对 骨 整合具有重要 的意 义 , 特 别是材 料表 面粗糙 度 可 以 直接影 响 细 胞 的 附着 、 增 殖 和 分 化 , 进 而 影 响着 植入体周 围新 生 骨 的数 量和 质量 ’, 已有研 究结 果 表 明 , 生 物 医用 一 合金 、 钦 和 轻 基 磷 灰石 的 收稿 日期 荃金项 目 作者简介 通讯联系人 一 一 , 收到修改稿 期 一 一 国家 自然 科学基金 张磊磊 一 , 男 , 博士研究生 一 , 、 李贺军 , 教授