1、TiO2納米管對種植體周細胞影響的研究進展 中國組織工程研究 第20卷 第52期 20161216出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research December 16, 2016 Vol.20, No.52 www.CRTER.org 綜述 李紅彩，馬 壯(株洲市中心醫院口腔科，湖南省株洲市 412007) 文章快速閱讀： 李紅彩，女，1984年生， 河南省南陽市人，漢族，2012年解放軍第四軍醫大學畢業，碩士，主治醫師，主要從事種植體表面處理研究。 中圖分類號:R318 文獻標識碼:A 文章編號:2095-4344 (2016)52-07

2、899-06 稿件接受：2016-09-15 文題釋義： TiO2納米管的優勢：與光滑的鈦表面相比，TiO2納米管在很大程度上增大了表面積，提高了材料的親水性和表面能，增加了對纖維粘連蛋白和玻璃粘連蛋白等胞外蛋白大分子的吸附，進而對細胞在材料表面的早期黏附提供有利環境；TiO2納米管表面特有的納米形貌和納米級粗糙度與細胞外基質信號顆粒的尺寸極其相似，為細胞識別周圍生物學微環境和生物材料提供形貌信號作用，制約著細胞信號分子和基因的表達，影響細胞的早期黏附、伸展、增殖及功能分化等生物學行為。 口腔種植體：作為一特殊的穿齦結構，要在體內長期行使功能，既要滿足在種植體骨內段能早期形成并持續保持穩定的骨

3、整合，又要滿足在種植體頸部能形成良好的軟組織封閉，避免種植體周圍炎的發生。種植體表面特征對周圍組織細胞的反應對種植體的成功具有重要意義。 摘要 背景：與光滑的鈦表面相比，TiO2納米管可為細胞在材料表面的早期黏附提供有利環境。 目的：綜述TiO2納米管對種植體周組織細胞影響的研究進展。 方法：應用計算機檢索CNKI、萬方、維普及PubMed數據庫1990年至2016年的相關文獻，檢索關鍵詞為“TiO2納米管，二氧化鈦納米管，種植體，TiO2 nanotubes implant，TiO2 nanotubes cell”。 結果與結論：TiO2納米管對種植體周細胞行為產生影響的因素，主要包括TiO

4、2納米管的管狀形貌、納米管尺寸大小、TiO2晶型結構、表面化學成分、表面粗糙度及表面親水性和自由能。TiO2納米管對細胞的影響因素有管徑依賴性，同時也與細胞類型有關，不同的細胞類型有不同的合適管徑，以促進細胞在材料表面的黏附、增殖及分化。因此有必要針對相應的組織細胞篩選出最佳尺寸的納米管，以便適合其在不同生物醫學方面的應用。 關鍵詞： 生物材料；材料相容性；種植體；TiO2納米管；種植體周細胞；影響因素；綜述 主題詞： 牙種植體；納米管；組織工程 Research process of the effect of titanium dioxide nanotubes on peri-impla

5、nt cells Li Hong-cai, Ma Zhuang (Department of Stomatology, Zhuzhou Central Hospital, Zhuzhou 412007, Hunan Province, China) Abstract BACKGROUND: Compared with the titanium with smooth surface, TiO2 nanotubes are more beneficial for the early cell adhesion. OBJECTIVE: To review the research progress

6、 of the effect of TiO2 nanotubes on peri-implant cells. METHODS: A computer-based retrieval of CNKI, CqVip, WanFang and PubMed databases was ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH 7899 Li Hong-cai, Master, Attending physician, Department of Stomatology, Zhuzhou Central Hospital, Zhuzhou 412007, H

7、unan Province, China www.CRTER.org performed for pertinent literatures published between 1990 to 2016, using the Chinese keywords of “TiO2 nanotubes or titanium dioxide nanotubes and implant”, and English keywords of “TiO2 nanotubes implant, Tio2 nanotubes cell”. RESULTS AND CONCLUSION: The main fac

8、tors that TiO2 nanotubes affect the peri-implant cell behaviors include the tubular morphology, size, TiO2 crystal structure, as well as surface chemical compositions, roughness and hydrophilicity and free energy. The influence factors of TiO2 nanotubes for cells are not only related to the tube dia

9、meter, but also associated with cell types. Different cell types hold different diameters suitable for the cell adhesion, proliferation and differentiation on the material surface. Therefore, it is advisable to select the best nanotube size for different tissues and cells applied in different biomed

10、ical fields. Subject headings: Dental Implants; Nanotubes; Tissue Engineering Cite this article: Li HC, Ma Z. Research process of the effect of titanium dioxide nanotubes on peri-implant cells. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(52):7899-7904. 0 引言 Introduction 由于鈦生物材料具有良好的生物相容性和強度，被廣泛用于牙科種植體等

11、生物醫學植入材料領域。種植材料的生物相容性受到材料基部及表面特性的雙重制約，而后者在材料與周圍組織的相互作用中起著非常重要的作用。鈦生物材料的組織反應完全依賴于其生物相容性和表面特性，因此為了促進鈦生物材料在機體內更好地行使功能，必須對其表面進行優化。陽極氧化制備TiO2納米管是以鈦或鈦合金生物材料為陰極以鉑片為陽極，在含氟電解液中通過電化學作用產生的垂直排列的自組裝TiO2納米管層1。與光滑的鈦表面相比，TiO2納米管在很大程度上增大了表面積，提高了材料的親水性和表面能，增加了對纖維粘連蛋白和玻璃粘連蛋白等胞外蛋白大分子的吸附，進而對細胞在材料表面的早期黏附提供有利環境；TiO2納米管表面特

12、有的納米形貌和納米級粗糙度與細胞外基質信號顆粒的尺寸極其相似，為細胞識別周圍生物學微環境和生物材料提供形貌信號作用，制約著細胞信號分子和基因的表達，影響細胞的早期黏附、伸展、增殖及功能分化等生物學行為；與微米級形貌及微米粗糙度相比，對組織細胞有著更顯著的生物學效應；同時納米管特有的管狀形貌，具有加載藥物和生長因子等潛能，展現出在種植體的良好應用前景，因而受到國內外學者的廣泛關注2-9。 種植體表面特征對周圍組織細胞的反應對種植體的成功具有重要意義，種植體植入體內后，有多種組織細胞包括骨髓間質干細胞、成骨細胞、成纖維細胞、軟骨細胞、內皮細胞、牙周膜干細胞、巨噬細胞和組織液以及各種炎癥遞質及口腔內

13、細菌等與其表面接觸。文章綜述了TiO2納米管對種植體周圍組織細胞影響的研究進展。 7900 1 資料和方法 Data and methods 1.1 資料來源 應用計算機檢索CNKI、萬方、維普及PubMed數據庫1990年至2016年的相關文獻，檢索關鍵詞為“TiO2納米管，二氧化鈦納米管，種植體，TiO2 nanotubes implant，TiO2 nanotubes cell”。 1.2 納入與排除標準 納入標準：鈦及鈦合金表面通過陽極氧化等方法 獲得的TiO2納米管陣列，以及該陣列TiO2對組織細胞的生物學行為包括細胞黏附、伸展、增殖及功能表達等影響，TiO2對種植體周圍骨組織及軟組

14、織的早期愈合的動物實驗研究；文獻具有原創性、可靠性。 排除標準：單個TiO2納米管的理化及生物性能研 究，TiO2納米管的制備工藝參數及方法的研究；與標準無關、陳舊性及重復性研究文獻。 1.3 數據提取 共檢索到文獻123篇，其中中文文獻56篇，英文文獻67篇，排除與研究目的相關性差及內容陳舊、重復的文獻80篇，納入43篇符合標準的文獻進行綜述。 2 結果 Results 2.1 TiO2納米管對細胞的影響因素 2.1.1 TiO2納米管的管狀形貌 材料表面不同的形貌主要對細胞的排列方向和伸展遷移有影響，該作用稱為接觸導向。最近幾年，生物醫學臵入材料表面修飾的研究焦點從微米級水平表面形貌轉移到

15、納米級表面形貌及微-納米結合形貌。大量研究表明，與微米級形貌相比，納米級形貌更能促進特異性蛋白相互作用，從而促進組織結合，也更有利于成骨細胞在種植體表面的黏附、伸展、增殖和成骨分化，有利于種植體的骨結合形成3 ，8，10 。 鈦及鈦合金生物材料表面可通過陽極氧化的方 P.O. Box 10002, Shenyang 110180 www.CRTER.org ，12 ；同時納米管形貌對成纖維細胞和內皮 細胞的黏附和伸展也產生影響，進而影響到種植體周圍軟組織的形成13-14。在沒有特異性促分化因子的作用下，單納米管形貌(銳鈦礦)便可對間質干細胞的黏附、伸展、增殖和成骨分化產生重要影響，納米管形貌對

16、細胞生長和分化具有重要作用15。研究提示，納米管是否具有獨立管壁及納米管的排列都會影響細胞的黏附、伸展和增殖16。進一步的研究指出，鈦納米管形貌對細胞生物學行為的影響由Wnt/-catenin等多種信號通路參與調節17-18，而這些信號通路的激活與TiO2納米管形貌信號的關系尚待進一步研究。 2.1.2 TiO2納米管的尺寸 有研究指出，TiO2納米管的尺寸比其晶型和氟含量對細胞的影響更大，其中以管徑最為重要19-20。體內外的研究均顯示，納米管管徑可對細胞的早期黏附、伸展、增殖及相關基因表達產生影響21-23。目前尚無法制備出內管徑小于10 nm的穩定的TiO2納米管，因此大多數研究都是對1

17、5-100 nm管徑的TiO2納米管進行的。對同一種細胞，不同尺寸的TiO2納米管可對細胞行為有不同的影響。Bauer等24的研究表明，細胞在未涂層納米管表面的黏附與納米管管徑有關。在沒有特異性促分化因子的作用下，單研究納米形貌(銳鈦礦)對間質干細胞的影響結果顯示，小管徑(約30 nm)TiO2納米管可促進細胞的黏附，大管徑(70-100 nm)TiO2納米管可誘導細胞伸長，并最終導致細胞骨架應力改變并向成骨細胞方向分化22。Park等25的研究則顯示，在特定分化因子的作用下，15 nm管徑比70-100 nm管徑的TiO2納米管對間充質干細胞向特定細胞分化有更強的誘導作用，同時還指出大于50

18、 nm管徑的TiO2納米管損傷了細胞的黏附、增殖及遷移功能，100 nm管徑TiO2納米管可誘導細胞凋亡。這種誘導分化的納米管尺寸差異可能受不同細胞類型及特定分化因子的影響。 在同一鈦片表面的不同區域形成不同管徑的TiO2納米管，觀察間質干細胞在不同區域表面的早期黏附 ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH www.CRTER.org 數量和伸展形態，進一步證實了納米管管徑尺寸對細胞早期黏附和伸展的影響26。納米管的尺寸效應是由于納米管獨特的納米管管狀形貌，細胞在材料表面的黏附是由細胞膜表面整合素聚集形成粘著斑復合物介導的，而黏著斑復合物的直徑約為1

19、0 nm，因而管徑約15 nm的小管徑納米管最適合細胞的黏附。Brammer等27的研究顯示，較大管徑(70-100 nm) TiO2納米管表面成骨細胞黏附的數目較少，但細胞形態卻極度伸長，且有較高的堿性磷酸酶水平，細胞核也伸長。Cipriano等28的研究則提示，70-100 nm納米管徑的納米管表面可通過下調Erk的活性，進而改變間質干細胞形態，促進其成軟骨分化。TiO2納米管尺寸效應研究結果的差異可能是由所用細胞類型、納米管的制備和消毒處理方法及功能檢測方法不同等引起的，但納米管管徑無疑對多種種組織細胞都產生了顯著影響。目前TiO2納米管的尺寸效應已在包括間充質干細胞、造血干細胞、內皮細

20、胞、成骨細胞和破骨細胞在內的多種組織細胞得到證實。TiO2納米管管徑也影響到口腔細菌在納米管表面的黏附29。TiO2納米管的管壁厚度和管間距可影響胞外基質在材料表面的早期吸附，進而影響細胞的早期黏附和伸展3。TiO2納米管的管長對細胞的生物學行為無顯著影響，主要影響納米管的載藥與控釋3， 9，這是TiO2納米管改性的重要方法之一，也是未 來材料表面理化結合改性的主要研究方向。 2.1.3 TiO2納米管的晶型結構 TiO2存在3種不同的晶型結構：非晶態，銳鈦礦型，金紅石相態。常溫制備的TiO2納米管為非晶態，經過退火處理，TiO2納米管的化學成分及其他機構特征基本上沒有變化，僅有晶型結構由非晶

21、型結構變為銳鈦礦相1。Park等30的研究表明，TiO2納米管晶型的改變對細胞行為沒有明顯影響，但也觀察到內皮細胞在50-70 nm管徑的納米管表面培養3 d后，與無定形TiO2納米管表面相比，銳鈦礦表面細胞大量凋亡、細胞數目明顯減少。間質干細胞在無定形TiO2納米管表面呈現出較強的黏附性和較高的增殖率。Oh等6的研究結果表明，與銳鈦礦相表面相比，無定形TiO2納米管表面成骨細胞的增殖速率稍有下降。研究也提出，金紅石和銳鈦礦更在模擬體液中形成羥磷灰石的速度更快，因而更有優勢31。也有研究指出，高溫退火處理后納米管表面氟含量降低，納米管的管壁厚度也受到影響。TiO2納米管的晶型結構對細胞行為的影

22、響可能與細胞的類型、氟含量、TiO2納米管的管徑等因素密切相關，至 7901 于具體的影響結果與規律仍需進一步大量實驗研究。 2.1.4 表面化學成分及含量 種植體表面化學成分受種植體材料主體化學成分的影響，但與主體化學成分是不同的概念。種植體表面和周圍環境相互作用會形成一個反應層，如金屬表面的氧化膜及吸附的污染層。此外，各種表面處理技術如洗滌、消毒或機械加工都會導致表面化學成分的變化3 ，32 。表面處理可以 改變材料表面的化學成分，進而影響材料的生物學性能。純鈦表面處理形成TiO2薄膜，也可以促進成骨細胞的附著及增殖。陽極氧化制備的TiO2納米管與純鈦表面的相比，除了氟含量有差異外，二者的

23、化學成分基本相同。研究表明，TiO2納米管中的氟含量對間質干細胞的早期黏附沒有太大影響，但在培養3 d后，較高的含氟量可支持細胞增殖20。至于TiO2納米管中的氟含量是否對細胞行為產生重要影響及氟含量的差異對各類型細胞的影響差別，還有待于進一步研究。納米管制備過程或者后期的表面化學組分改變處理可顯著影響納米管表面細胞的生物學行為33-35。碳覆蓋的鈦納米管表面對成骨細胞和骨髓間質干細胞的黏附增殖無明顯影響，但對成骨細胞的堿性磷酸酶活性及骨髓間質干細胞的成骨分化產生了改變5。 Seo等36在保持納米管原有形貌的粗糙度的條件下，通過基于氮氣或者空氣的NTAPPJ方法改變了納米管的表面化學組分并顯著

24、增加了納米管的親水性，進而促進了表面細胞的活力，增加了細胞的黏附并促進其成骨分化。材料表面的化學組分可影響細胞的黏附、增殖和功能表達，而不同類型細胞有各自敏感的化學組分，在后期的研究中應注意化學組分差異在納米管與細胞反應中作用。 2.1.5 表面電荷 種植體臵入機體后，最重要的第1步是從周圍組織中吸附蛋白質。種植體表面吸附的蛋白質的量和類型進一步影響著種植體的成功。Gongadze等37提出組織細胞在具有陡峭邊緣的納米粗糙的種植體表面黏附的機制：帶負電荷的鈦表面和帶負電荷的成骨細胞之間的吸引，是由具有獨特的內部四極的電荷分布的帶電蛋白質介導的。鈦氧化膜表面具有較高的自由能，因而與纖維粘連蛋白的

25、吸附更有效，進而促進整合素介導的成骨細胞的早期黏附。成骨細胞在負電荷密集的陡峭邊緣黏附更有效也更多，因而有陡峭邊緣的鈦氧化膜可促進成骨細胞的黏附。小管徑納米管在單位面積內帶負電荷的陡峭邊緣即納米管管壁密度最高，因而其表面成骨細胞的黏附 7902 www.CRTER.org 也最多。 2.1.6 表面粗糙度 材料表面粗糙度是材料的重要特征之一，顯著影響著材料對細胞的黏附和增殖及功能分化。粗糙程度對不同組織細胞的生物學反應的影響有所不同38。從宏觀上看甚至在微米水平上，TiO2納米管與拋光的鈦表面一樣光滑，甚至由于電化學作用可能具有更小值的粗糙度；但在納米級水平上，具有明顯的納米粗糙度，這極大增加

26、了材料的表面積，為細胞的早期黏附和伸展提供了有利條件。多數研究表明，與微米級粗糙度相比，合適的納米級粗糙度更能促進細胞的活力3-7 ，12-16 。通過酸蝕和陽極氧化的 方法，可在純鈦表面形成微米坑表面復合不同管徑TiO2納米管的微納米復合結構微納米形貌，這種微納米復合形貌及粗糙度對成骨細胞的增殖沒有顯著性影響18 ，39 ，但顯著上調了細胞成骨相關基因的表達 水平，促進了成骨細胞的膠原分泌能力和細胞外基質礦化能力，促進了成骨分化39-40。 2.1.7 表面親水性及表面自由能 材料表面潤濕性是細胞行為的一個重要影響因素。表面潤濕性主要受表面化學和表面形貌等的影響，它通過兩方面的作用來影響材料

27、的生物活性，一是直接影響細胞附著，因為細胞與材料表面之間存在物理化學連接，包括離子力等；二是通過影響蛋白質的吸附來影響細胞附著。多數研究表明，細胞在親水性表面的附著、增殖，伸展和細胞骨架的發育要優于疏水性表面3。與之相反，蛋白更易于吸附于疏水性的表面，其原因可能是親水性表面的水分子對于蛋白來說是一層能量障礙3。TiO2納米管較高的表面能增加了對蛋白分子的早期吸附，而蛋白吸附在調節細胞在種植體表面的相互作用中具有重要意義3 ，8 。陽極氧化TiO2納米管層具有 親水性，且可通過改變納米管的管徑來調節材料的潤濕性。Bauer等24用單層分子(磷酸正十八酯)自組裝覆蓋納米管表面后，材料呈現出管依賴性

28、疏水特性，超疏水性納米管表面提高間質干細胞的黏附，與超親水性表面不同的是超疏水性納米管表面的細胞黏附與管徑無關。不同的消毒方法可影響TiO2納米管的表面親水性和自由能，進而影響了細胞在其表面的黏附、伸展和分化32。 2.2 不同組織細胞對鈦納米管的反應 不同的細胞類型對統一管徑的納米管可有不同的反應。 Peng等13的研究顯示，管徑30 nm長1 m的TiO2納米管顯著增強內皮細胞的增殖和PGI2的分泌，但降低了血管平 P.O. Box 10002, Shenyang 110180 www.CRTER.org 24-25，41-43 。TiO2納米管對口腔細菌黏附的影響 也不同42，100 n

29、m管徑的納米管相對15 nm的納米網孔結構表面黏附較多的口腔鏈球菌43。種植體作為一特殊的穿齦結構，種植體臵入后與體內不同類型組織細胞發生相互作用，還會長期與口腔內細菌共處，因而其表面修飾既要能增強早期組織黏附和種植體-骨整合，又要降低細菌黏附和炎癥反應，維持種植體的長期使用壽命。因而對特定的細胞類型篩選出最佳的納米管尺寸有必要進行進一步研究，以便在體內植入材料的表面處理設計時，可根據不同部位的細胞類型選擇最佳尺寸的納米管形貌。 3 結論 Conclusion 綜上所述，納米級形貌及粗糙度對細胞識別周圍生物微環境和材料表面特征具有重要意義。鈦表面陽極氧化產生TiO2納米管特有的幾何形貌及其納米

30、級粗糙度對細胞的黏附、增殖和分化等生物學行為有很大影響。TiO2納米管對細胞的影響因素有管徑依賴性，同時也與細胞類型有關，不同的細胞類型有不同的合適管徑以促進細胞在材料表面的黏附、增殖和分化。因此有必要針對相應的組織細胞篩選出最佳尺寸的納米管，以便在不同生物醫學材料方面的應用。通過TiO2納米管的表面理化改性及載藥控釋，可進一步優化TiO2納米管在種植體的應用。 作者貢獻：李紅彩成文，馬壯審校。 利益沖突：所有作者共同認可文章無相關利益沖突。 倫理問題：未涉及與倫理沖突的內容。 文章查重：文章出版前已經過CNKI反剽竊文獻檢測系統進行3次查重。 文章外審：文章經國內小同行外審專家審核，符合本刊

31、發稿宗旨。 作者聲明：第一作者對研究和撰寫的論文中出現的不端行為承擔責任。論文中涉及的原始圖片、數據(包括計算機數據庫)記錄及樣本已按照有關規定保存、分享和銷毀， ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH www.CRTER.org 可接受核查。 文章版權：文章出版前雜志已與全體作者授權人簽署了版權相關協議。 4 參考文獻 References 1 寧成云,王玉強,鄭華德,等.陽極氧化法制備二氧化鈦納 米管陣列的研究J.化學研究與應用, 2010,22(1): 14-17. 2 梁硯琴,楊賢金,崔振鐸,等.鈦和鈦合金表面TiO2納米管研 究進展J.科技

32、導報,2009,27(14):94-101. 3 Kulkarni M,Mazare A,Gongadze E,et al.Titanium nanostructures for biomedical applications. Nanotechnology.2015;26(6):062002. 4 Yang JS,Vang MS,Uhm SW,et al.Response of fetal rat calvarial cells to nanotubular titanium oxide surface.J Nanosci Nanotechnol.2011;11(2):1807-1810.

33、5 Brammer KS,Choi C,Frandsen CJ,et al.Comparative cell behavior on carbon-coated TiO2 nanotube surfaces for osteoblasts vs. osteo-progenitor cells.Acta Biomater.2011;7(6):2697-2703. 6 Oh S,Daraio C,Chen LH,et al.Significantly accelerated osteoblast cell growth on aligned TiO2 nanotubes.J Biomed Mate

34、r Res A.2006;78(1):97-103. 7 梅盛林,張玉梅,趙領洲,等.近鈦合金TLM表面陽極氧化 對成骨細胞早期附著的影響J.實用口腔醫學雜志, 2010, 26(5):597-601. 8 趙領洲,張玉梅.影響成骨細胞在種植體表面黏附的因素 J.牙體牙髓牙周病學雜志,2007,17(11):667-671. 9 馬千里,梅盛林,憨勇,等.載銀二氧化鈦納米管陣列表面涂 層的表面觀察分析和細胞毒性評估J.牙體牙髓牙周病學雜志,2010,20(9)492-497. 10 Webster TJ,Ergun C,Doremus RH,et al.Enhanced functions o

35、f osteoblasts on nanophase ceramics. Biomaterials.2000;21(17):1803-1810. 11 Zhao L,Hu L,Huo K,et al.Mechanism of cell repellence on quasi-aligned nanowire arrays on Ti alloy. Biomaterials. 2010;31(32):8341-7349. 12 Burns K,Yao C,Webster TJ.Increased chondrocyte adhesion on nanotubular anodized titan

36、ium.J Biomed Mater Res A.2009;88(3):561-568. 13 Peng L,Eltgroth ML,LaTempa TJ,et al.The effect of TiO2 nanotubes on endothelial function and smooth muscle proliferation.Biomaterials. 2009;30(7): 1268-1272. 14 李紅彩,張玉梅,孫海平.不同管徑Ti-TiO2納米管對成纖維 細胞和成骨細胞黏附的影響J.中華口腔醫學雜志, 2012, 47(2):122-126 15 Oh S,Brammer

37、KS,Li YS,et al.Stem cell fate dictated solely by altered nanotube dimension.Proc Natl Acad Sci USA.2009;106(7):2130-2135. 7903 16 Peng Z,Ni J,Zheng K,et al.Dual effects and mechanism of TiO2 nanotube arrays in reducing bacterial colonization and enhancing C3H10T1/2 cell adhesion.Int J Nanomedicine.2

38、013;8:3093-3105. 17 Kim D,Choi B,Song J,et al.TiO2 nanotube stimulate chondrogenic differentiation of limb mesenchymal cells by modulating focal activity.Exp Mol Med. 2011;43(8): 455-461. 18 Wang W,Zhao L,Ma Q,et al.The role of the Wnt/-catenin pathway in the effect of implant topography on MG63 dif

39、ferentiation.Biomaterials. 2012;33(32):7993-8002. 19 Minagar S,Li Y,Berndt CC,et al.The influence of titania-zirconia-zirconium titanate nanotube characteristics on osteoblast cell adhesion.Acta Biomater.2015;12:281-289. 20 Park J,Bauer S,von der Mark K,et al.Nanosize and Vitality: TiO2 Nanotube Dia

40、meter Directs Cell Fate. Nano Lett.2007;7(6):1686-1691. 21 Wang N,Li H,L W,et al.Effects of TiO2 nanotubes with different diameters on gene expression and osseointegration of implants in minipigs. Biomaterials. 2011;32(29):6900-6911. 22 von Wilmowsky C,Bauer S,Roedl S,et al.The diameter of anodic Ti

41、O2 nanotubes affects bone formation and correlates with the bone morphogenetic protein-2 expression in vivo. Clin Oral Implants Res. 2012;23(3): 359-366. 23 Yu WQ,Jiang XQ,Zhang FQ,et al.The effect of anatase TiO2 nanotube layers on MC3T3-E1 preosteoblast adhesion, proliferation, and differentiation

42、.J Biomed Mater Res A.2010;94(4):1012-1022. 24 Bauer S,Park J,von der Mark K,et al.Improved attachment of mesenchymal stem cells on super-hydrophobic TiO2 nanotubes.Acta Biomater. 2008;4(5):1576-1582. 25 Park J,Bauer S,Schlegel KA,et al.TiO2 nanotube surfaces: 15 nman optimal length scale of surface

43、 topography for cell adhesion and differentiation.Small. 2009;5:666-671. 26 Pittrof A,Park J,Bauer S,et al.ECM spreading behaviour on micropatterned TiO2 nanotube surfaces. Acta Biomater.2012;8(7):2639-2647. 27 Brammer KS,Oh S,Cobb CJ,et al.Improved bone-forming functionality on diameter-controlled

44、TiO(2) nanotube surface. Acta Biomater. 2009;5(8):3215-3223. 28 Cipriano AF,Miller C,Liu H.Anodic growth and biomedical applications of TiO2 nanotubes.J Biomed Nanotechnol.2014;10(10):2977-3003. 29 Narendrakumar K,Kulkarni M,Addison O,et al. Adherence of oral streptococci to nanostructured titanium

45、surfaces.Dent Mater.2015;31(12):1460-1468. 7904 www.CRTER.org 30 Park J,Bauer S,Schmuki P,et al.Narrow window in nanoscale dependent activation of endothelial cell growth and differentiation on TiO2 nanotube surfaces. Nano Lett.2009;9(9):3157-3164. 31 An SH,Narayanan R,Matsumoto T,et al.Crystallinit

46、y of anodic TiO2 nanotubes and bioactivity.J Nanosci Nanotechnol.2011;11(6):4910-4918. 32 Zhao L,Mei S,Wang W,et al.The role of sterilization in the cytocompatibility of titania nanotubes.Biomaterials. 2010;31(8):2055-2063. 33 Ding D,Ning C,Huang L,et al.Anodic fabrication and bioactivity of Nb-dope

47、d TiO2 nanotubes. Nanotechnology. 2009;20(30):305103. 34 Rahman ZU,Haider W,Pompa L,et al.Electrochemical & osteoblast adhesion study of engineered TiO2 nanotubular surfaces on titanium alloys.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;58:160-168. 35 Frandsen CJ,Brammer KS,Noh K,et al.Tantalum coating on TiO2 nanotubes induces superior rate of matrix mineralization and osteofunction