AuTiO2 vs. TiO2 – In-vitro Vergleich von nanostrukturierten goldbeschichteten Titanoberflächen mit klassischem TiO2 bezüglich Biokompatibilität und Wachstumsverhalten von Osteoblasten

Titan ist seit seiner Einführung als Biomaterial vor über 50 Jahren meistens Implantatwerkstoff der ersten Wahl. Eine einzigartige Kombination aus mechanischen und biologischen Eigenschaften sind die Hauptvorteile gegenüber alternativen Materialien. Dennoch gibt es Optimierungspotenzial, weswegen vor allem an der Materialoberfläche geforscht wird.
Nanotechnologie eröffnet dabei neue Möglichkeiten der Oberflächenbeschichtung. Goldnanopartikel (AuNPs) werden bereits vielfältig in der Medizin eingesetzt, insbesondere dank guter Zellaufnahme, Biokompatibilität und osseogenem Potenzial. Mithilfe eines innovativen Herstellungsprozesses wurde eine neuartige Au-TiO2-Oberfläche hergestellt, die mit konventionellem TiOund einer neutralen Kontrolle (Glas) verglichen wurde.
Osteoblastenkulturen wurden auf den Platten kultiviert und MTT-, BrdU-Tests sowie Laserfluoreszenzmikroskopie (FDA/PI-Färbung) und REM zur Beurteilung der Biokompatibilität und Zellmorphologie durchgeführt. Untersuchungszeitpunkte lagen bei 12 und 24 Stunden.
Die Oberflächenanalyse zeigte am REM AuNPs mit blütenartiger Mikrostruktur (2-5 µm), die wiederum aus kleineren Unterstrukturen mit Durchmessern im Nanometerbereich bestehen, sowie Nanocracks und säulenartige Kornstrukturen. Kontaktwinkelmessungen bescheinigten dem Au-TiO2 eine Superhydrophilität mit CA <5°.
Die Au-TiO2-Oberfläche erzielte die besten Ergebnisse hinsichtlich Zellproliferation und -viabilität. Die Mikroskopie zeigte außerdem, dass Anzahl und Länge der Filopodien und Zell-zu-Zell-Kontakte im Vergleich zu TiO2 wesentlich größer waren. Die Zellformen erschienen deutlich regelmäßiger im Vergleich. Es konnten auch Zell-zu-Oberflächen-Kontakte ausgebildet werden, ein Hinweis auf Bioaktivität.

Rights

Use and reproduction:


CC BY-NC-ND 4.0

Please note that individual components of the publication may be subject to other licensing or copyright conditions.

Cite

Citation style:
Could not load citation form.