高能通量纳秒激光脉冲改性不锈钢表面与骨肉瘤细胞的相互作用

摘要： 在含氧气氛中，高能量激光脉冲辐照金属表面会不可避免地改变其表面形貌、化学性质和润湿性。这些改变会显著影响细胞与表面的相互作用，进而影响表面生物相容性。我们研究了Nd:YAG激光器（波长1064纳米）产生的高能量纳秒激光脉冲对表面进行纹理化处理后，如何影响细胞粘附和形态，以评估其对初始细胞行为的影响。通过荧光显微镜和扫描电子显微镜，评估了成骨细胞在未经处理和激光纹理化的不锈钢（AISI 316L）表面暴露24小时后的粘附、存活和形态的定量与定性分析。结果表明，细胞与激光纹理化表面的这种初始相互作用导致细胞呈圆形且接触面积较小。相反，在未经处理的不锈钢和控制组玻璃表面上观察到多边形、高度细长且扁平的细胞。激光纹理化表面上的细胞树突状结构较少，具有短管状突起，并且胞外囊泡过度表达，而这些在未经处理和控制组样本上很少见。这很可能是由于激光烧蚀诱导形成的纳米结构高温氧化物所致。X射线光电子能谱分析显示，激光纹理化的不锈钢表面含有六价铬氧化物，其毒性高于未经处理样本上的天然氧化层。