整形外科用ナノ構造ガラスセラミックコーティング - パート5

3.6。 定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応

図11は、培養1および7日後のハウスキーピング遺伝子(GAPDH)に対する骨関連遺伝子(Runx − 2、OPN、I型コラーゲンおよびBSP)の発現レベルを示す。 1日目に、Runx-2 mRNA遺伝子発現は、HTコーティング上のものと比較して、SPコーティング上およびTi-6Al-4Vディスク上で培養されたHOBにおいてより高かった。 7日目に、HTコーティング上のRunx-2発現レベルはTi-6Al-4V上のそれに追いつき、一方SPコーティング上のHOBは最高のRunx-2発現レベルを示した(図11a)。 HTおよびSPコーティング上で培養したHOB、ならびにTi − 6Al − 4Vディスクにおいて、両方の時点でBSP遺伝子発現における有意差は見られなかった(図11b)。 両方のタイプのコーティング、特にHTコーティング上のHOBにおけるOPN遺伝子発現レベルは、両方の時点でTi-6Al-4Vディスク上のそれよりも高かった(図11c)。 7日目のTi − 6Al − 4Vディスクと比較して、 より高い発現レベルのI型コラーゲンが 、両方のコーティング上で 培養されたHOBにおいて観察された (図11d)。 まとめると、これらのデータは、HTコーティングとSPコーティングの両方が、HOBの識別を裏付けることを示している。

Nanostructured Glass–ceramic Coatings For Orthopaedic Applications

図6.(a)HTおよび(b)SPコーティングの組成元素の相対比率の変動、(c)それらのSi / Caモル比、および(d)HCl-トリス緩衝液のpHの変化コーティング アスタリスクは大きな違いを表します。 p値<0.05。 (a - c)灰色のバーは浸漬前を表し、黒いバーは浸漬後を表し、(d)黒菱形はSPを表し、黒四角はHTを表す。


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

図7.無細胞培地中で5時間インキュベートした後の(a、b)HTコーティングおよび(c)インキュベーション前のHTコーティングおよび(d)インキュベーション後のその表面上の沈着物のEDSの表面形態。 スケールバー、(a)50mmおよび(b)10mm。 (オンライン版はカラー)


4。討議

この研究では、大気圧プラズマ溶射技術を用いてHTおよびSPコーティングを製造した。 どちらのタイプのコーティングもガラス - セラミック構造を示し、プラズマスプレープロセスの高温と超高冷却速度のためにナノ構造の表面を持っていました[3、35、36]。 SPコーティングの接着強度はHTコーティングのそれよりも優れていた。 どちらもプラズマ溶射HApコーティングの報告値と比較して高かった[37–39]。 熱膨張係数は 、亀裂の形成、残留 応力および結合強度 を含むコーティングの品質に影響を与える重要な要素 です。 HTおよびSPセラミックおよびTi-6Al-4V合金の係数は 11.2×10 -6 K -1 [24]、6 ×10 -6 K -1および8.4 - 8.8 ×10 -6 K -1 [ 1 ]である と報告された 。一方、HApコーティングのそれはおよそ15.2 ×10 -6 K -1である [40]。 HTおよびSPコーティングの熱膨張率とTi-6Al-4V合金の熱膨張率との密接な一致は、HApコーティングと比較してそれらのより高い結合強度に寄与した。 HTコーティングと比較してSPの優れた結合強度は、SPコーティングとその下にあるTi − 6Al − 4Vとの間の化学的および拡散結合を強化し得る、SPコーティング中のTiの存在におそらく起因する[41]。 Zheng et al。 [39]は、TiとHApの混合粉末原料を用いて、プラズマ溶射HApコーティングの結合強度が大幅に改善されることを実証した。 結合強度に加えて、硬度はそれがそれらの耐摩耗性に影響するので生物医学的コーティングにとって別の重要なパラメータである。 表4に示すように、開発したコーティングの硬度は、溶射HApの硬度と比較して高い負荷でテストされていますが、実際にはHApセラミックの硬度に匹敵します。ブロック (表4も参照)

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