不同浓度RGD肽仿生修饰氧化锆表面对种植体周围软组织附着的影响及机制研究

The quality of soft-tissue integration plays an important role in the short- and long-term success of dental implants. In order to get a good sealing of the surrounding soft tissue, we need to provide a surface that could favor the adhesion of cells instead of bacteria. Zirconia, which can provide better aesthetic outcome, has been introduced as an alternative material to titanium in anterior tooth restoration. It requires higher quality of soft tissue sealing. Therefore, it is important to functionalize the surface of zirconia to improve its bioactivity. Previously, our research group found that polydopamine (PDA) is able to modify the surface of zirconia and influence fibroblasts’ behavior. However, its cell adhesion promoting effect is restricted. The objective of this project is to enhance the bioactivity of zirconia further by grafting RGD peptide onto PDA. The effects of PDA-RGD coating on the cell behavior of fibroblasts and epithelial cells as well as bacteria adhesion are investigated in vitro. The effect on soft tissue attachment is tested in rats. The relevant mechanism is explored preliminarily. This project may provide a simple and effective surface modification method to enhance the bioactivity of zirconia. This surface modification approach holds great potential for improving soft-tissue integration of zirconia implants.

种植体周围良好的软组织封闭是种植成功的关键因素。为获得良好的软组织封闭，应为其愈合提供既有利于细胞粘附又相对无菌的微环境。氧化锆基台常用于前牙区种植修复，如何对其表面改性，以获得更好的软组织附着有重要临床意义。我们前期工作发现氧化锆表面可引入聚多巴胺(PDA)活性层，且涂层有一定的促细胞粘附作用。然而，细胞外基质蛋白识别受体的促粘附作用较PDA是更为直接明确的。本项目假设PDA表面可进一步接枝RGD促粘附肽，从而显著提高氧化锆周围软组织附着水平。我们将从细胞、细菌和动物水平进行研究：接枝不同浓度PDA-RGD肽后，检测上皮和成纤维细胞、种植体早期定植菌和种植体周围炎致病菌生物学行为的变化；将涂层应用于大鼠，观察种植体周围软组织形态学变化；探究涂层促粘附的机制。为氧化锆表面处理提供一种简单高效的方法，为PDA-RGD肽应用于氧化锆基台表面以促进周围软组织附着提供坚实的理论基础与实验依据。

种植修复的长期成功不仅依赖良好的骨结合，同时需具有良好的软组织封闭。软组织封闭是种植体抵御感染，防止细菌入侵的第一道防线。探索合适的方法对氧化锆基台材料表面改性，使其促进种植体周围软组织附着具有重要意义。..研究目的：本研究旨在探究将聚多巴胺（PDA）薄膜作为中间层，将RGD促粘附多肽接枝于氧化锆表面，通过体外试验探究涂层处理对种植体周围软组织附着相关细胞生物学行为的影响和对种植体周围早期定植菌和种植体周围炎致病菌生物学行为的影响。通过动物实验进一步验证涂层处理应用于体内是否有促进种植体周围软组织附着的作用。.研究方法：在氧化锆表面包被PDA薄膜，后在PDA薄膜上分别接枝两种RGD促粘附肽，共分为四组：对照组、PDA修饰组、PDA处理后接枝长链KGGRGDSP组、PDA处理后接枝环肽c（RGDfK）组。利用场发射扫描电镜、原子力显微镜、接触角测试仪和XPS分析材料表面理化性能。利用激光共聚焦显微镜观察细胞早期粘附形态，测定细胞数量、面积和周长；CCK-8实验测定细胞增殖情况；Realtime PCR检测细胞粘附和分化相关基因的表达；ELISA测定Ⅰ型胶原分泌。活死菌染色法和SEM观察变形链球菌和牙龈卟啉单胞菌粘附情况，计算活菌的粘附面积比。将氧化锆种植体植入大鼠体内，免疫组化检测细胞粘附相关蛋白的表达。.研究结果：两种RGD肽通过PDA中间层稳定接枝于氧化锆表面。改性后材料表面粗糙度无明显变化，但接触角显著降低。RGD改性促进HGFs的早期粘附、增殖和分化。c（RGDfK）的促进细胞粘附和增殖效果优于KGGRGDSP。在促进HGFs分化方面，两种多肽没有显著差异。SEM和CLSM活/死菌染色结果显示，涂层处理组变形链球菌和牙龈卟啉单胞菌的粘附数量较对照组显著减少，且三组改性表面之间没有显著差异。免疫组化检测得出RGD涂层处理后Vinculin和Fibronectin的表达较对照组有不同程度提高。.科学意义：RGD可通过PDA中间层修饰氧化锆表面，提高种植体周围软组织附着相关细胞的生物学行为并一定程度上减少种植体相关细菌粘附，此表面改性方法对改善氧化锆周围软组织整合具有很大潜力。