状态影象合金（shape memory alloys，SMA）是一类拥有在热机械变形或磁变形等特定刺激作用下维持预编程状态能力的状态影象资料[1]。。。自1932 年 SMA被发现后，已发现几十种分歧的合金资料拥有状态影象效应，可概括为镍钛（NiTi）合金、铁基合金、镁基合金和铜基合金[2]。。。由于拥有优异的生物相容性[3]、不变性[4]和热机械机能，以 NiTi合金（nickel-titanium alloy或 Ni-Ti alloy）为基础的 SMA在大无数利用中更为可取，如航空航天、骨科植入物和固定装置、联接器和紧固件、电气安全装置、水师、活动设备以及外科手术器械等[5-6]。。。

然而，由于镍钛合金中含镍量达50 at%左右，一旦植入体产生侵蚀，镍离子（Ni2+）就会溶出向周围扩散导致细胞畸变，甚至产生癌变作用，影响其自身机能，从而限度了它在医学领域的持久使用[7]。。。为此，国内外学者尝试做了大量的理论处置，选取物理化学、电化学、状态学及生物化学等多种步骤对镍钛影象合金理论进行改性，如等离子喷涂

[8]、离子注入[9]、电解抛光[10]、阳极氧化[11]、酸碱处置[12]等，这些技术均在分歧水平上获得了优良的成效，但都有各自的不及之处。。。孙向东等[13]钻研指出，镍钛合金去合金化的实现蹊径有两种：：一是降低去合金液内的镍离子浓度；二是在理论形成不变的钛氧化物。。。因而本钻研选用强氧化剂过氧化氢溶液对镍钛合金进行处置，旨在确保其生物安全性的同时，能在镍钛合金理论形成不变的氧化物。。。

本钻研将对3D打印镍钛合金进行去合金化处置并与酸蚀处置对比，钻研其理化特点、成骨活性职能，旨在探索一种越发轻便、高效的理论处置方式，以保险其安全性，并提升它的耐侵蚀能力及生物机能，为镍钛合金作为医用资料出格是植入 /染指器械的持久安全临床利用，提供可借鉴的思路和理论领导。。。

一、资料与步骤

1、重要资料及试剂、仪器：：

镍钛合金粉末（德普润新资料，北京）；人骨髓间充质干细胞（human bone marrow mesenchymalstem cells，hBMSCs）（佳木斯大学基础医学院提供）；过氧化氢溶液（大茂化学试剂，天津）；盐酸溶液（欧博凯化工，天津）；硫酸溶液（欧博凯化工，天津）；MEM造就基（Biosharp，上海）；胎牛血清（Gibco，美国）；CCK-8 细胞检测试剂盒（Beyotime，上海）；Mlab 3D打印机（GE Additve，美国）；FV1000 激光共聚焦显微镜（Olympus，日本）；JC200001 接触角丈量仪（中晨设备，上海）；RS232 多职能酶标仪（麦莎生物，上海）。。。

2、尝试分组及步骤：：

使用 Geomagic Design X软件进行设计建模，镍钛试件尺寸设计为直径10 mm、厚度为2 mm的圆片，将数据导入3D打印机中，选择镍钛合金打印参数进行打印，本尝试使用的镍钛合金粉末为均匀粒径10~53 μm的球形近等原子比粉末。。。

A组：：使用150 目 Al2O3 砂砾，喷砂角度为90°，压强为0.2 MPa，功夫60 秒，对样品进行喷砂处置。。。

B组：：将以上喷砂后的试样放入70℃的盐酸与硫酸（浓度比例1:1）溶液中酸蚀处置60 分钟。。。

C组：：将喷砂处置后的试样置于80℃浓度为15%、pH为3 的过氧化氢溶液中3 小时，进行去合金处置。。。

3、 观测指标：：

（1）理论理化机能表征：：

每 组 各 取1 个 样 品， 用 扫 描 电 子 显 微 镜（scanning electron microscope, SEM） 观 察 表 面描摹特点；每组取3 个样品，用能谱仪（energydispersive spectrometer, EDS）对各组理论成分进行分析，丈量后取均值；室温下用接触角丈量仪丈量理论接触角。。。

（2）体外细胞相容性评价：：

①细胞造就48 小时后每组各取1 个样品，处置后参与鬼笔环肽与赫斯特细胞核蓝色荧光染料（Hoechst 33342）别离进行细胞骨架和细胞核染色，而后利用激光共聚焦扫描显微镜（laserscanning confocal microscope, LSCM）对细胞地位和蛋白骨架进行观察。。。每组取3 个样品置于24孔板中，每孔参与3×10⁴ 个 hBMSCs 悬液500 μL与试样共造就，置于37℃、5% CO₂ 造就箱造就1、3、5 天后，每组5 个复孔，用 CCK-8 试剂盒进行检测。。。②在灭菌后的试样理论以2×10⁴ 个细胞 /每孔接种，并用齐全造就基造就，3 天后换 成诱导造就基造就，隔天更换1 次造就基，选取天狼星红染色步骤测定 I型胶原排泄情况。。。③茜素红染色法测定细胞外基质的矿化水平。。。

4、 统计学步骤：：

选取 Graphpad Prism 8 进行统计分析，尝试了局选取均匀值 ±尺度差暗示，若是 P<0.05，则以为差距拥有统计学显著性。。。

二、尝试了局

1、 理论理化机能表征：：

SEM了局显示喷砂组理论呈状态不规定的凹坑和冲击痕；酸蚀组形成类似纤维网格状的结构；去合金组理论获得了均匀、多孔的纳米网架结构（图1）。。。

EDS了局如表1，去合金后理论镍元素（Ni）含量比其他两组显著降低，为18.6 wt%，氧元素（O）含量也较其他两组高。。。

接触角丈量仪检测了局如图2，喷砂组、酸蚀组和去合金组的理论水接触角别离为76.99°±7.03°、62.05°±4.14°和17.67°±2.66°，组间比力差距均有统计学意思（P<0.01）。。。

2、体外细胞相容性评价：：

（1）细胞状态观察：：

图3 所示，在喷砂处置后，理论上 hBMSCs数量较少且未见到伪足成长，也无显著的铺展；在酸蚀处置组试样的理论，细胞的成长状态类似，伪足增多，向周围铺展，细胞数量也有所增长；在去合金组的试样理论，所有细胞都铺展优良，覆盖的面积也较其他组增大，并且向三维方向伸展，伪足和胞间连丝都增长，细胞之间已没有了界限。。。

（2）细胞增殖尝试：：

CCK-8 细胞增殖尝试检测了局显示，造就1、3、5 天后，各组细胞的成长速度随着造就功夫的耽搁呈递增趋向，分歧功夫点的比力有显著性差距（P<0.05）。。。尝试了局证明，去合金组试样理论的细胞增殖最快，酸蚀组次之，喷砂组最慢（图4）。。。

（3）细胞分化能力检测：：

图5、图6 别离是分歧样品理论诱导细胞造就7 天和14 天后Ⅰ型胶原排泄与细胞外基质矿化的了局，随着诱导功夫耽搁，去合金组的Ⅰ型胶原和细胞外基质矿化水平增长最多，增长速度也较其他组更快，注明去合金化处置可能推进 hBMSCs分化，且随着诱导功夫耽搁，对hBMSCs分化的推进作用更显著。。。

三、会商

作为植入资料，未经处置的3D打印镍钛合金理论由于较粗糙，没有微孔结构，不利于细胞的鉴别和黏附，且其在接触体液时，由于侵蚀可能导致植入体镍离子的开释，可能会对人体产生毒性[14-15]，因而必须不休通过各类理论处置步骤提高镍钛合金植入物的理化个性，从而加强植入物的生物学机能，提高生物相容性，推进植入体与骨组织的结合，缩短愈应功夫。。。去合金是一种以化学或电化学的方式，对一种或几种金属进行选择性的蚀刻，而后用分歧资料之间的电势差距，将一种以上的活性金属离子进行选择性的溶化，以获得拥有陆续的十纳米到几百微米的三维孔隙结构[16]。。。目前，去合金法由于其经济、高效、可控等利益在纳米多孔体的制作中得到了越来越多的器重，但目前国内对镍钛合金去合金的有关报道较少，且去合金后的镍钛合金生物相容性有待进一步检验。。。

本钻研中去合金处置后的理论较其他两组形成越发丰硕的纳米级网架结构，注明它能够使喷砂后的不规定理论产生多级孔隙，也因而能够解除喷砂后理论形成的不规定浅坑，并且相较于酸蚀后的理论，去合金能够使理论孔洞加深、数量增多，分列也更缜密，为理论亲水机能提供了描摹基础。。。本尝试了局可见，与其他两组相比，去合金理论的镍元素含量降至18.6 wt%，大大降低了镍离子开释对人体产生毒性的可能；在去合金组，氧元素的含量也显著增长，批注其对金属的氧化有肯定推进作用，在其理论可能形成亲水性的氧化钛膜层[17]。。。

梦想的植入体应拥有优良的细胞相容性和优良的成骨活性。。。本钻研在去合金化的过程中，理论增长了纳米级网格结构，为细胞的附着和延长创制了更多空间，从而使其更多地向三维方向延长，而萦绕着网格突起的边缘也“锚定”了由细胞延长出来的伪足，并且与试件接触越发缜密。。。批注随着植入体润湿性的增大，其扩大区域也随之增大[18]。。。Hallab等[19]的尝试还批注，植入体的理论与亲水性的关系比，理论粗糙度对其影响更显著。。。从体外细胞活性尝试能够看出，各组样品都支持细胞的增殖与分化，随着植入体浸润性的加强，其细胞增殖能力和骨结合能力也随之加强[20]，同时也注明骨髓间充质干细胞可能接受样品开释的 Ni2+，有钻研也证明等原子比镍钛合金对细胞拥有极低的毒性，批注其拥有优良的生物相容性[21]。。。

本钻研中去合金化形成的纳米级网格状结构理论是一种优良的理论改性步骤，优化了试件的理论机能，拥有优良的细胞相容性，并且可能推进成骨职能的表白，有望改善镍钛植入物的骨结合能力和植入物的持久不变，但其在体内的有关指标验证还需进一步通过动物尝试来实现。。。

利益矛盾 本文作者均申明不存在利益矛盾作者贡献申明 秦欣玉：：尝试设计、尝试执行、数据分析和论文写作等全过程；张亮、陈莹莹、韩泽奎：：参加尝试执行；宿玉成、王心彧：：提供钻研经费、论文批改和审阅领导。。。

参考文件

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