Synergistically Improving Osteogenic Properties of TiO2 Nanotubes on Titanium Surface by Sr2+/NO/OGP

doi:10.7503/cjcu20240523

Abstract

Abstract:

In this study， anodization and hydrothermal treatment techniques were first employed to prepare Sr²⁺-loaded TiO₂ nanotube arrays on the titanium surface. Then， carboxymethyl chitosan（CMCS） coating was fabricated on the nanotube surface by electrophoretic deposition. Finally， NO-releasing molecules（N-Nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt， Cupferron） and osteogenic growth peptides（OGP） were sequentially loaded into the nanotubes， achieving synergistically promoting osteoblast adhesion， proliferation， and functional expression by Sr²⁺， NO gas molecule， and OGP. The results indicated that the functionalized nanotube arrays could not only induce biomimetic deposition of hydroxyapatite（HA）， but also continuously release Sr²⁺ and NO gas signaling molecules， significantly promoting the adhesion and growth of osteoblasts， as well as the expressions of alkaline phosphatase（ALP）， osteocalcin（OCN）， and Runt related transcription factor 2（RUNX2）. After loading OGP， the osteoblast adhesion， growth， and functional expression were further enhanced. Therefore， the surface modification strategy of the present study can be used to construct the bioactive coating with excellent biocompatibility on titanium alloy surfaces to improve the bone integration ability of titanium-based bone-substituted materials.

Key words: Titanium, Osteoblast, NO gas molecule

CLC Number:

TrendMD:

PAN Changjiang, MA Wenfu, DING Pingyun, ZHANG Qiuyang, DENG Linhong. Synergistically Improving Osteogenic Properties of TiO₂ Nanotubes on Titanium Surface by Sr²⁺/NO/OGP[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(7): 20240523.

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Sample	Molar fraction（%）
Sample	Ti	O	C	F	Sr	N
Ti	22.40	47.72	29.88	—	—	—
TNT	17.89	35.71	40.53	5.87	—	—
TNT@Sr	10.23	31.62	46.32	—	11.83	—
TNT@SrA	11.36	30.01	46.51	—	12.12	—
TNT@CMCS	11.46	35.88	37.59	—	9.83	5.24
TNT@CIR	10.31	31.30	40.10	—	8.25	10.04
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