转化生长因子β1对多孔钽/MG63成骨样细胞复合物细胞增殖及分泌功能的影响

BACKGROUND: Previous studies have demonstrated that the Chinese porous tantalum made in China has non-toxicity and good biocompatibility, which can promote osteogenesis.             

骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞向软骨分化及功能的影响

文题释义：骨形态发生蛋白7：又称成骨蛋白1,是骨形态发生蛋白家族中的一员,可促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化;体外可促进软骨细胞增殖及软骨细胞标志因子分泌,体内可协同骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨损伤。 国产多孔钽：实验中应用的多孔钽具有自主知识产权,采用高温煅烧技术制备,具有立体三维空间结构,与人体骨组织的力学强度、弹性模量相似,有较好的生物相容性及骨传导能力。植入体内时可使其周围骨组织黏附并向孔隙内生长,正逐渐替代自体骨、同种异体骨、金属钛和不锈钢等传统医用生物材料,成为骨缺损修复的新型修复材料。 背景：结合物理因素与支架材料建立共培养体系并采用细胞因子诱导,成为骨髓间充质干细胞成软骨分化的热点。 目的：观察骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞软骨向分化的影响。 方法：分离培养SD大鼠(由北京华阜康生物提供)骨髓间充质干细胞,分组干预：①实验组加入多孔钽片,对照组不加多孔钽片,培养第5天,鬼笔环肽染色观察多孔钽片表面的细胞生长情况;培养1,3,5,7 d,CCK-8 法检测细胞增殖;②A组加入软骨细胞诱导液,B组加入软骨细胞诱导液与骨形态发生蛋白7,C组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液,D组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液和骨形态发生蛋白7,培养第 7,14,21天,采用 ELISA 法检测细胞分泌Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的水平,Western-blot法检测细胞中Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的表达。动物实验获得华北理工大学动物实验伦理委员会批准。 结果与结论：①鬼笔环肽染色显示,骨髓间充质干细胞在多孔钽表面及周围生长及增殖良好;②实验组培养3,5 d的增殖慢于对照组(P < 0.05),培养1,7 d的增殖与对照组无差异(P > 0.05);③培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白质量浓度逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13质量浓度逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于其余3组(P < 0.05),B、C、D组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养第21天时,4组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④Western-blot检测显示培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白表达逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13蛋白表达逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于C、D组(P < 0.05),B、C组高于D组(P < 0.05);培养第21天时,A组高于其余3组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);⑤结果表明,骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可诱导骨髓间充质干细胞软骨向分化,可促进Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白的表达,抑制基质金属蛋白酶13的表达。 ORCID: 0000-0002-5869-6982(崔逸爽) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

新型骨植入材料多孔钽-骨结合界面成骨以及相关成骨因子的表达及意义北大核心

背景:具有自主知识产权的国产多孔钽材料具有无毒性及良好的生物相容性,前期体内外实验研究得出结论:国产多孔钽无毒性,具有良好的生物相容性,具有促成骨作用。此次实验是多孔钽-骨界面成骨机制的探讨。目的:观察多孔钽兔股骨植入后钽-骨结合界面成骨形态特点及成骨相关因子整合素β1及纤维粘连蛋白的表达,探讨多孔钽骨内植入钽-骨界面骨整合的生物学机制。方法:实验采用自身对照方法,取日本大耳白兔制备双侧股骨髁骨缺损模型,同一动物左侧股骨内植入多孔钽棒为实验组,右侧股骨内植入异体骨为对照组。术后2,4,8周于骨缺损部位取材,石蜡切片、硬组织切片光镜观察多孔钽与宿主骨交界处成骨形态特点;扫描电镜观察多孔钽-骨界面成骨特征;免疫组织化学检测整合素β1及纤维粘连蛋白的表达。结果与结论:(1)多孔钽棒植入后与宿主骨结合紧密。石蜡切片苏木精-伊红染色结果显示:界面纤维膜早期疏松、较厚,晚期致密较薄,界面出现片状成骨;(2)硬组织切片观察:2周时钽-骨界面已出现新生骨及小血管并向孔隙内生长;4、8周时钽-宿主骨界面新生骨增多并与宿主骨连接成片,骨小梁成熟;(3)扫描电镜下可见成骨细胞在多孔钽表面及孔隙内生长,晚期骨质成熟并见板层骨;(4)免疫组化结果显示:多孔钽骨植入2周时实验组整合素β1的表达显著低于对照组(P<0.05);而纤维粘连蛋白的表达在两组之间比较差异均无显著性意义(P>0.05);整合素及纤维粘连蛋白的表达在2,4,8周时均呈递减趋势;(5)结论:多孔钽有利于成骨细胞在其表面及孔隙内黏附,整合素β1及纤维粘连蛋白在成骨初期钽-骨界面表达增高,可能对早期成骨起促进作用,而在骨成熟期表达则降低,有利于骨整合及改建。