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在骨植入物研究中，为探究干蚀刻制备的高纵横比（HAR）钛纳米柱对免疫细胞的影响，研究人员以未刺激（M0）和促炎（M1）小鼠巨噬细胞为对象展开研究。结果发现其能诱导巨噬细胞形态改变和特定免疫调节效应。这为骨植入物增添免疫调节功能提供可能。
在医学领域，骨植入物的应用越来越广泛，但与之相关的问题也逐渐浮现。植入物相关感染（IAI）和抗菌耐药（AMR）是两大棘手难题，严重影响患者的治疗效果和生活质量。传统的钛基生物材料在应对这些问题时存在局限性，比如一些表面处理方法无法精准控制图案特征，难以优化生物功能。而且，生物材料对免疫细胞的影响尚不明确，这对植入物周围骨再生和长期存活至关重要。在这样的背景下，研究人员迫切需要探索新型生物材料，以提升骨植入物的性能，解决这些临床困境。
来自国外的研究人员为了解决上述问题，开展了一项关于高纵横比（HAR）钛纳米柱对巨噬细胞影响的研究。该研究成果发表在《Biomaterials Advances》上。研究人员通过一系列实验，发现干蚀刻制备的钛纳米柱（DETi）具有独特的性能，能够调节巨噬细胞的反应，这为骨植入物增添免疫调节功能带来了新的希望。
研究人员开展这项研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，采用电感耦合等离子体反应离子蚀刻（ICP - RIE）技术制备干蚀刻钛样本，这种技术可以在钛表面形成特定的纳米结构；其次，利用透射电子显微镜（TEM）对 DETi 样本进行理化表征，观察纳米柱的形态和结晶度变化；最后，通过细胞培养实验，观察未刺激（M0）和促炎（M1）小鼠巨噬细胞（J774A.1）在 DETi 表面的行为，包括细胞形态和基因表达的变化。
研究结果如下：
- DETi 样本的特性：经过 ICP - RIE 处理后，DETi 表面呈现出许多随机分布且聚集的纳米柱，这些纳米柱凸显了钛基底的晶界，在整个表面形成了不规则的孔隙和脊状网络。孔隙宽度（PW）在 50nm 至 2100nm 之间，孔隙长度（PL）在 50nm 至 4740nm 之间，脊的宽度（RW）约为 [原文此处未提及完整数据]。
- 巨噬细胞在 DETi 表面的形态变化：培养 48 小时后，M0 和 M1 刺激的巨噬细胞在更亲水且粗糙的 DETi 表面均呈现出更细长的形态、更光滑的细胞表面和更短的细胞突起。
- 巨噬细胞的极化情况：DETi 表面可诱导 M0 细胞向 M2 表型极化；M1 刺激的细胞在 DETi 表面呈现出类似 M2 的细长形态，但相对于玻璃对照组，对 DETi 表面仍保持较强的促炎反应。
研究结论和讨论部分指出，本研究探索了 DETi 对 M0 和 M1 巨噬细胞形态和极化的影响。TEM 表征显示纳米柱沿高度方向的形态和结晶度发生变化。M0 和 M1 细胞均能在 DETi 表面附着和铺展，且 DETi 表面可根据巨噬细胞的初始表型诱导其形态改变和特定的免疫调节效应。这一发现意义重大，免疫调节生物功能已逐渐成为骨植入物生物相容性的必要要求，该研究结果凸显了这类生物材料在骨植入物中除了具有成骨和杀菌性能外，还具备免疫调节功能的潜力，为未来骨植入物的设计和优化提供了新的思路和理论依据，有望在临床应用中减少植入物相关并发症，提高患者的治疗效果和生活质量。
