Modification of titanium surface for supporting osteoblast adhesion and differentiation

Thidarat Angwarawong

dc.contributor.advisor	Mansuang Arksornnukit
dc.contributor.advisor	Prasit Pavasant
dc.contributor.author	Thidarat Angwarawong
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Dentistry
dc.date.accessioned	2012-11-09T07:17:19Z
dc.date.available	2012-11-09T07:17:19Z
dc.date.issued	2011
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/23563
dc.description	Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2011	en
dc.description.abstract	Polyelectrolyte multilayer (PEM) film created via Layer-by-Layer deposition can be used to modify the surface properties of materials in order to improve cell-material interactions. In this study poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC), poly(sodium 4-styrene sulfonate) (PSS) and poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid) sodium salt (PSS-co-MA) were assembled into PEM {(PDADMAC/PSS)4/PDADMAC+PSS-co-MA} film on glasses, titanium (Ti) discs and polycaprolactone (PCL) films. PSS-co-MA PEM film coated substrates had better wettability property than uncoated substrates. The effects of PSS-co-MA PEM surface on murine pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1) and human primary osteoblastic cells were examined. Results showed that PSS-co-MA PEM film coated substrates promoted osteoblast differentiation. In this regard, the increase of alkaline phosphatase activity, osteoblastic mRNA expressions (type I collagen, osteopontin, bone sialoprotein, osteocalcin and dentin matrix protein 1), osteocalcin protein secretion and calcium deposition rate were noted compared to uncoated substrates. To test bone induction ability in vivo, PSS-co-MA coated PCL films were implanted in murine calvarials defects. Result showed an increased amount of new bone formation around the PSS-co-MA coated PCL films compared to uncoated PCL. In conclusion, PSS-co-MA film enhanced osteoblast differentiation and could be used to promote mineralization in bone tissue engineering and to improve osseointegration for dental implants.	en
dc.description.abstractalternative	ฟิล์มบางหลายชั้นของพอลิอิเล็กโทรไลต์ หรือพีอีเอ็มฟิล์ม {polyelectrolyte multilayer (PEM) film)} ซึ่งเตรียมขึ้นด้วยเทคนิคเลเยอร์บายเลเยอร์สามารถนำมาใช้ปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุเพื่อส่งเสริมการตอบสนองของเซลล์กับวัสดุ การศึกษาในครั้งนี้ใช้โพลิไดอัลลิวไดแมททิวแอมโมเนียมคลอไรด์ (พีดีเอดีเอ็มเอซี) โพลิโซเดียม-4-สไตรีนซัลโพเนท (พีเอสเอส) และโพลิ-4-สไตรีนซัลโพนิกแอซิดโคมาเลอิคแอซิดโซเดียมซอลล์ (พีเอสเอสโคเอ็มเอ) เพื่อทำให้เกิดพีอีเอ็มฟิล์ม {(PDADMAC/PSS)4/PDADMAC+PSS-co-MA PEM film} บนกระจก ไทเทเนียม และแผ่นโพลิคาร์โพรแลคโตน (พีซีเอล) พบว่ากระจกและไทเทเนียมที่เคลือบด้วยพีเอสเอสโคเอ็มเอพีอีเอ็มฟิล์ม (PSS-co-MA PEM films) มีคุณสมบัติความชอบน้ำมากกว่าพื้นผิวปกติของกระจกและไทเทเนียม จากนั้นทำการทดสอบผลของพีเอสเอสโคเอ็มเอพีอีเอ็มฟิล์มต่อเซลล์สร้างกระดูกของหนู (เอ็มซีสามทีสาม-อีหนึ่ง) และเซลล์สร้างกระดูกที่ได้มาจากมนุษย์ พบว่ากระจกและไทเทเนียมที่เคลือบด้วยพีเอสเอสโคเอ็มเอพีอีเอ็มฟิล์มส่งเสริมการแปรสภาพของเซลล์สร้างกระดูก ในรูปแบบของการเพิ่มขึ้นของการทำงานของเอนไซม์อัลคาไลน์ฟอสฟาเทส การแสดงออกอาร์เอ็นเอนำรหัสที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกระดูก ได้แก่ คอลลาเจนชนิดที่หนึ่ง ออสตีโอพอนทิน โบนไซอะโลโปรตีน ออสตีโอแคลซิน เดนทีนเมทริกซ์โปรตีนชนิดที่หนึ่ง และเพิ่มการสร้างโปรตีนออสตีโอแคลซิน รวมถึงเร่งอัตราการตกตะกอนแคลเซียมเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวปกติของกระจกและไทเทเนียม สำหรับการศึกษาการสร้างกระดูกในสัตว์ทดลอง ทำการฝังพีเอสเอสโคเอ็มเอพีอีเอ็มฟิล์มที่เคลือบบนแผ่นพีซีเอลในความวิการของกระดูกที่ทำขึ้นในกะโหลกศีรษะของหนู พบว่ามีการเพิ่มขึ้นของปริมาณกระดูกที่สร้างใหม่รอบๆ พีเอสเอสโคเอ็มเอฟิล์มที่เคลือบบนแผ่นพีซีเอล เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นพีซีเอลที่ไม่ได้เคลือบ จากการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าพีเอสเอสโคเอ็มเอพีอีเอ็มฟิล์มสนับสนุนการแปรสภาพของเซลล์สร้างกระดูก และสามารถนำมาใช้เพื่อส่งเสริมการพอกแร่ธาตุในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก และปรับปรุงกระดูกเชื่อมประสานสำหรับรากเทียม	en
dc.format.extent	3379036 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	en	es
dc.publisher	Chulalongkorn University	en
dc.relation.uri	http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.1693
dc.rights	Chulalongkorn University	en
dc.subject	Dental materials	en
dc.subject	Titanium -- Surfaces	en
dc.subject	Osteoblasts	en
dc.subject	Cell adhesion	en
dc.subject	Cell differentiation	en
dc.title	Modification of titanium surface for supporting osteoblast adhesion and differentiation	en
dc.title.alternative	การพัฒนาพื้นผิวไทเทเนียมเพื่อสนับสนุนการยึดเกาะและการแปรสภาพของเซลล์สร้างกระดูก	en
dc.type	Thesis	es
dc.degree.name	Doctor of Philosophy	es
dc.degree.level	Doctoral Degree	es
dc.degree.discipline	Oral Biology	es
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University	en
dc.email.advisor	mansuang@yahoo.com
dc.email.advisor	prasitpav@hotmail.com
dc.identifier.DOI	10.14457/CU.the.2011.1693