论文部分内容阅读
材料直接参与骨代谢与重建过程的调控是新型骨修复材料的一种潜在发展方向。传统阿仑膦酸盐作为一类可调控骨代谢的小分子化合物，在临床及骨组织工程中具有良好的应用前景；但其因水溶性较强，易产生细胞毒性，一般仅作为小分子化合物负载于其他骨修复材料上，难以作为骨修复材料直接使用，一定程度限制了其在骨修复领域中的应用。
为强化阿仑膦酸盐的材料属性，本研究基于阿仑膦酸基团与钙离子的高亲和力，利用化学沉淀体系成功研制了难溶性阿仑膦酸钙材料，解决了传统阿仑膦酸盐由于强水溶性造成的细胞毒性问题，系统研究了材料对干细胞成骨分化、巨噬细胞破骨分化行为调控的影响规律，并对其骨缺损植入修复效果进行研究评价。研究结果表明阿仑膦酸钙材料的溶解度较传统阿仑膦酸盐的代表阿仑膦酸钠降低约1000倍，材料对脂肪间充质干细胞(ADSCs)无明显细胞毒性。阿仑膦酸钙对干细胞成骨及巨噬细胞破骨分化行为影响规律的研究结果表明，材料可诱导干细胞向成骨细胞分化，主要表现为上调了ADSCs成骨分化相关基因及蛋白(ALP，RUNX2，COL-1，OPN和OCN)的表达，且出现了钙结节；此外，材料能够抑制巨噬细胞(RAW264.7)的破骨分化行为，主要表现为下调了抗酒石酸酸性磷酸酶的活性和破骨分化特异性基因(TRAP，CTSK和MMP-9)的表达。体内实验研究结果表明，阿仑膦酸钙在动物体内有助于干细胞向成骨细胞分化，主要表现为上调了ADSCs成骨相关基因(RUNX2，OPN)的表达；此外，阿仑膦酸钙在原位骨修复中显示了更强的促成骨能力，主要表现为材料较羟基磷灰石更早地促进了新生骨的产生。
本研究所研制的难溶性阿仑膦酸钙材料解决了传统阿仑膦酸盐由于强水溶性导致强烈细胞毒性而应用受限的问题，强化了其材料属性；同时材料保留了其可诱导干细胞成骨及抑制巨噬细胞破骨分化行为的生物活性，有望成为一种新型的骨修复材料。
为强化阿仑膦酸盐的材料属性，本研究基于阿仑膦酸基团与钙离子的高亲和力，利用化学沉淀体系成功研制了难溶性阿仑膦酸钙材料，解决了传统阿仑膦酸盐由于强水溶性造成的细胞毒性问题，系统研究了材料对干细胞成骨分化、巨噬细胞破骨分化行为调控的影响规律，并对其骨缺损植入修复效果进行研究评价。研究结果表明阿仑膦酸钙材料的溶解度较传统阿仑膦酸盐的代表阿仑膦酸钠降低约1000倍，材料对脂肪间充质干细胞(ADSCs)无明显细胞毒性。阿仑膦酸钙对干细胞成骨及巨噬细胞破骨分化行为影响规律的研究结果表明，材料可诱导干细胞向成骨细胞分化，主要表现为上调了ADSCs成骨分化相关基因及蛋白(ALP，RUNX2，COL-1，OPN和OCN)的表达，且出现了钙结节；此外，材料能够抑制巨噬细胞(RAW264.7)的破骨分化行为，主要表现为下调了抗酒石酸酸性磷酸酶的活性和破骨分化特异性基因(TRAP，CTSK和MMP-9)的表达。体内实验研究结果表明，阿仑膦酸钙在动物体内有助于干细胞向成骨细胞分化，主要表现为上调了ADSCs成骨相关基因(RUNX2，OPN)的表达；此外，阿仑膦酸钙在原位骨修复中显示了更强的促成骨能力，主要表现为材料较羟基磷灰石更早地促进了新生骨的产生。
本研究所研制的难溶性阿仑膦酸钙材料解决了传统阿仑膦酸盐由于强水溶性导致强烈细胞毒性而应用受限的问题，强化了其材料属性；同时材料保留了其可诱导干细胞成骨及抑制巨噬细胞破骨分化行为的生物活性，有望成为一种新型的骨修复材料。