Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In vitro behavior of osteoblast-like cells on titanium surface blasted with Al2O3 and glass beads

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

พฤติกรรมในห้องปฏิบัติการของเซลล์สร้างกระดูกบนผิวไทเทเนียมที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ และทรายแก้ว

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

Mansuang Arksornnukit

Second Advisor

Prasit Pavasant

Faculty/College

Faculty of Dentistry (คณะทันตแพทยศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Prosthodontics

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.341

Abstract

Blasting titanium with abrasive particle is the method used to generate surface topography and roughness to improve cellular responses. The behavior of MC3T3-E1 cells was compared on six different titanium surfaces: polished titanium (Ti-polish), titanium blasted with glass beads (SiO₂) particles of 50 or 100 µm in size (50SiO₂-Ti, 100SiO₂-Ti) and titanium blasted with Al₂O₃ particles of 50,100 or 250 µm in size (50Al₂O₃-Ti, 100Al₂O₃-Ti, 250Al₂O₃-Ti). Profilometry showed the comparable roughness values for the surface blasted with the same size particle, (Sa= 0.5340, 0.5288 µm for 50SiO₂-Ti and 50Al₂O₃-Ti) (Sa=0.6323, 0.6343 µm for 100SiO₂-Ti and 100Al₂O₃-Ti). While the 250Al₂O₃-Ti had the highest roughness values (Sa= 1.5168 µm). Both the SiO₂ and Al₂O₃ blasted surfaces were hydrophilic materials but only Al₂O₃ blasted surface could support higher amount of fibrin formation after 5 minutes. In addition, cells seeded on 250Al₂O₃ –Ti showed faster rate of adhesion at 30 min, higher rate of proliferation at day 2, higher expression of collagen type I and osteocalcin at day 7 than the other surfaces. Moreover, increased expression of osteocalcin at day 14 and more alizarin red-S staining at day 14 were observed on Al₂O₃ blasted surfaces compared to the SiO₂ blasted surfaces. However, no significant differences in cell response among the groups, which prepared by different size of Al₂O₃ were detected. The results of this study indicated that Al₂O₃ blasted surface could support the osteoblast adhesion, differentiation and mineralization better than SiO₂.These results suggested that the 250Al₂O₃ –Ti supported the greatest initial adhesion, proliferation and initial gene expression of MC3T3-E1 cells.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

การพ่นทรายบนผิวไทเทเนียม เป็นวิธีการเตรียมพื้นผิวให้มีลักษณะพื้นผิวและความหยาบ ที่เอื้อต่อการตอบสนองของเซลล์ได้ดีขึ้น การศึกษานี้เปรียบเทียบพฤติกรรมของเซลล์สร้างกระดูกของหนู (เอ็มซีสามทีสาม-อีหนึ่ง) บนผิวไทเทเนียมที่แตกต่างกัน 6 ชนิด คือ ผิวไทเทเนียมขัดเรียบ ผิวที่พ่นด้วยผงทรายแก้วขนาด 50 ไมโครเมตร ผิวที่พ่นด้วยผงทรายแก้วขนาด 100 ไมโครเมตร ผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 50 ไมโครเมตร ผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 100 ไมโครเมตร และผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 250 ไมโครเมตร เครื่องวัดความหยาบผิว แสดงผลความหยาบผิวที่ใกล้เคียงกัน ของพื้นผิวที่ผ่านการพ่นทรายด้วยผงขัดที่มีขนาดเท่ากัน ผิวที่พ่นด้วยผงทรายแก้วขนาด 50 ไมโครเมตรและผิวพ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 50 ไมโครเมตร มีค่าความหยาบผิว 0.5340 และ 0.5288 ไมโครเมตร ผิวที่พ่นด้วยผงทรายแก้วขนาด 100 ไมโครเมตรและผิวพ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 100 ไมโครเมตร มีค่าความหยาบผิว 0.6323 และ 0.6343 ไมโครเมตร ขณะที่ผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 250 ไมโครเมตร มีค่าความหยาบผิวสูงสุดคือ 1.5168 ไมโครเมตรผิวที่ผ่านการพ่นทรายทั้งสองชนิด จัดเป็นผิวที่มีคุณสมบัติชอบน้ำ โดยที่ผิวที่ผ่านการพ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ สนับสนุนการสร้างไฟบรินบนผิววัสดุภายหลัง 5 นาที ได้มากกว่าผิวชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ เซลล์บนผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 250 ไมโครเมตร แสดงการยึดเกาะบนผิวภายใน 30 นาทีได้เร็วกว่า มีอัตราการเจริญเติบโตของเซลล์ในวันที่ 2 สูงกว่า สามารถส่งเสริมเพิ่มการแสดงออกของคอลลาเจนชนิดที่หนึ่ง และออสตีโอแคลซินเอ็มอาร์เอ็นเอ ในวันที่ 7 ได้มากกว่าผิวชนิดอื่น การทดลองยังพบว่ากลุ่มผิวที่พ่นด้วยผงขัดอะลูมิเนียมออกไซด์ สามารถส่งเสริมการแสดงออกของออสตีโอแคลซินเอ็มอาร์เอ็นเอ ในวันที่ 14 และการสะสมแร่ธาตุเมื่อย้อมด้วยสีอะลิซาลินในวันที่ 14 ได้ดีกว่ากลุ่มผิวที่ผ่านการพ่นด้วยผงทรายแก้ว อย่างไรก็ตามไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของการตอบสนองเซลล์ ในกลุ่มผิวที่พ่นด้วยผงขัดอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ใช้ขนาดผงแตกต่างกัน การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าผิวที่ผ่านการพ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์สนับสนุนการยึดเกาะ การแปรสภาพของเซลล์กระดูก และการพอกแร่ธาตุ ได้ดีกว่าผิวที่ใช้ผงทรายแก้วพ่น และผิวที่พ่นด้วยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ขนาด 250 ไมโครเมตร สนับสนุนการยึดเกาะ การเจริญเติบโตของเซลล์ การแสดงออกของเอ็มอาร์เอ็นเอของเซลล์เอ็มซีสามทีสาม-อีหนึ่ง ในระยะต้นได้ดีที่สุด

Link to Full Text

Share

COinS