抗菌肽生物功能化TiO 2纳米管的抗菌性能及其对人角质形成细胞生物学行为的影响

摘要：

目的:探讨抗菌肽生物功能化TiO
2纳米管的抗菌性能及其对人角质形成细胞黏附、迁移等生物学行为的影响。
方法:采用阳极氧化法在光滑钛片（光滑钛组）表面构建TiO
2纳米管阵列（纳米管组），通过物理吸附方式将抗菌肽（LL-37）加载至TiO
2纳米管表面（抗菌肽组）。每组采用简单随机抽样法抽取3个试样，借助场发射扫描电镜、原子力显微镜、接触角测量仪、荧光标记和荧光酶标仪观察各组试样表面形貌、粗糙度、亲水性以及抗菌肽释放特点。将人角质形成细胞分别培养于3组钛试样表面，每组设置3个重复，场发射扫描电镜观察细胞黏附形态，细胞免疫荧光染色观察黏附数量；细胞计数试剂盒检测细胞增殖能力；划痕实验分析细胞迁移特点，评价各组钛试样对HaCaT细胞生物学行为的影响。将牙龈卟啉单胞菌（
Porphyromonas gingivalis，Pg）接种至3组钛试样表面，每组设置3个重复，场发射扫描电镜观察细菌形态，活死细菌染色法测定细菌活力，评价各组钛试样对Pg的抑制作用。
结果:抗菌肽组试样表面可见均匀排列的纳米管阵列，管口处有颗粒状抗菌肽覆盖。纳米管组和抗菌肽组钛试样表面粗糙度［分别为（20.40±3.10）和（19.10±4.11）nm］和亲水性（接触角分别为22.4°±3.1°和25.3°±2.2°）均比光滑钛组［粗糙度为（2.30±0.18）nm，接触角为71.8°±1.7°］显著增加（
P<0.05）。抗菌肽的释放表现为早期的突释（1~4 h）和长期（1~7 d）的缓释过程。免疫荧光显示，HaCaT细胞接种至钛试样表面0.5和2.0 h后，纳米管和抗菌肽组钛试样表面细胞黏附数量均比光滑钛组显著增加（
P<0.05）；细胞计数结果显示，接种1、3及5 d后各组细胞增殖活性差异均无统计学意义（
P>0.05）；划痕实验显示，与光滑钛和纳米管组相比，划痕后24 h时抗菌肽组钛试样表面愈合率最高［（96.4±4.9）%］（
F=35.55，
P<0.001），抗菌肽组钛试样24 h即可形成单层细胞并填充划痕。体外细菌共培养实验显示，相比于光滑钛组，纳米管和抗菌肽组钛试样表面细菌皱缩明显，抗菌肽组钛试样表面可见明显的菌体破裂；活死细菌染色显示，抗菌肽组钛试样表面绿色荧光强度为各组最低（
F=66.54，
P<0.001）。
结论:抗菌肽生物功能化TiO
2纳米管材料具备良好的抗菌性能，有利于人角质形成细胞的黏附及迁移。

关键词：牙种植体、钛、纳米管、抗菌肽、角质形成细胞、抗菌性

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资助基金：国家自然科学基金82101064，32071324;National Natural Science Foundation of China82101064, 32071324

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：165-173