可注射生物陶瓷水凝胶成骨效果及其机制的研究

发布时间：2020-06-09 22:19

【摘要】：[目的]本课题利用镁磺长石(akermanite,Aker)与海藻酸钠(Sodium Aliginate,SA)、谷氨酸(glutamate,Glu)混合,形成可注射水凝胶,评估其促进新西兰大白兔(New Zealand rabbit)上颌窦内成骨成血管的效果,同时在体外探究其对人骨髓间充质干细胞(Human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs)成骨分化作用和迁移作用,并探索相应的分子学机制。[材料与方法]1.制备镁磺长石/谷氨酸/海藻酸钠(Aker/Glu/SA)三元复合水凝胶体系,表征其材料自身的理化性能,制备相应浸提液。2.通过细胞增殖实验、实时定量聚合酶链扩增反应、碱性磷酸酶染色及活性检测、茜素红染色、蛋白印迹实验检测材料浸提液对hBMSCs生物学行为的影响,并据此探索相应的机制。3.通过实时定量聚合酶链扩增反应、流式细胞术、划痕实验、穿膜实验检测hBMSCs浸提液刺激下迁移性能的改变,并探索相应的机制。4.构建新西兰大白兔上颌窦提升模型,通过一些列检测,证明了复合水凝胶体系在动物体内成骨成血管效果并做相应分析。[结果]1成功制备镁磺长石/谷氨酸/海藻酸钠三元复合水凝胶体系。2复合水凝胶浸提液激活ERK信号通路,提高了人骨髓间充质干细胞成骨相关基因的表达。碱性磷酸酶活性显著提高,同时骨髓间充质干细胞分泌钙基质量明显增多。3该水凝胶体系明显促进了骨髓间充质干细胞表面迁移相关受体(CXCR4)的表达,并且提高了细胞的迁移率4体内实验显示,该水凝胶体系明显促进了上颌窦内成骨,并且该材料内有明显的血管长入[结论]1镁磺长石/谷氨酸/海藻酸钠复合水凝胶体系能够促进hBMSCs成骨分化2该水凝胶在促进成骨的同时提升了 hBMSCs的迁移能力3该水凝胶在体内有明显的成骨能力
【图文】：

将８周兔髂骨骨髓体外培养一周后，每三天换液一欢，约２周后，细胞逐渐贴逡逑壁并增殖，形成多个圆形细胞集落，消化重悬后接入１０厘米培养皿培养。细胞在逡逑约３天后Ｍ指数增殖，约５天可达到９０％融合度ｓ图１－２为负载入凝胶前兔骨髓间逡逑充质于细胞（第二代）可见细胞成长梭形，中间为细胞核。其中散在的白色高点为逡逑细胞突起向上的细胞突《逡逑图１－２■兔骨氉间，充威：干铜胞形：态（标拓：２．００邋ｕ邋ｍ＞逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２，邋Ｔｈｅ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｒａｂｂｉｔｓ２邋ＢＭＳＣｓ邋ｉｎ邋ｐａｓｓａｇｅ邋２．邋（ｓｃａｌｅ邋ｔｅｒ＝２００邋ｕ邋ｍ）逡逑１．３．２邋ＳＡＧ栛体外促羟基淲灰石沉积性能表征逡逑ＳＡ／Ａｋｅｒ／Ｇｌｕ水凝胶通过在培养液浸泡后检测其表面轻基磷灰石（ＨＡ）沉积证逡逑明其体外生物活性。图１－３显示了浸袍７天后材料表面ＨＡ沉积情况。ａ图可见，材逡逑料表面粗糙，，有矿物结晶沉积，类＃Ｉ于羟基磷灰石蠕虫”状结构，后续ｂ图红外逡逑测试（ＦＴＩＲ）分析进一步该沉积物成分，１０３１．７５对应羟基的Ｃ－０伸缩震动吸收逡逑－２３邋－逡逑

将８周兔髂骨骨髓体外培养一周后，每三天换液一欢，约２周后，细胞逐渐贴逡逑壁并增殖，形成多个圆形细胞集落，消化重悬后接入１０厘米培养皿培养。细胞在逡逑约３天后Ｍ指数增殖，约５天可达到９０％融合度ｓ图１－２为负载入凝胶前兔骨髓间逡逑充质于细胞（第二代）可见细胞成长梭形，中间为细胞核。其中散在的白色高点为逡逑细胞突起向上的细胞突《逡逑图１－２■兔骨氉间，充威：干铜胞形：态（标拓：２．００邋ｕ邋ｍ＞逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２，邋Ｔｈｅ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｒａｂｂｉｔｓ２邋ＢＭＳＣｓ邋ｉｎ邋ｐａｓｓａｇｅ邋２．邋（ｓｃａｌｅ邋ｔｅｒ＝２００邋ｕ邋ｍ）逡逑１．３．２邋ＳＡＧ栛体外促羟基淲灰石沉积性能表征逡逑ＳＡ／Ａｋｅｒ／Ｇｌｕ水凝胶通过在培养液浸泡后检测其表面轻基磷灰石（ＨＡ）沉积证逡逑明其体外生物活性。图１－３显示了浸袍７天后材料表面ＨＡ沉积情况。ａ图可见，材逡逑料表面粗糙，有矿物结晶沉积，类＃Ｉ于羟基磷灰石蠕虫”状结构，后续ｂ图红外逡逑测试（ＦＴＩＲ）分析进一步该沉积物成分，１０３１．７５对应羟基的Ｃ－０伸缩震动吸收逡逑－２３邋－逡逑
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R783.1

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本文编号：2705339