不同长径比纳米羟基磷灰石对骨髓基质细胞成骨分化的影响

发布时间：2020-08-10 17:53

【摘要】：目的:纳米羟基磷灰石(N-Hap)具有良好的生物活性及生物相容性,在骨组织工程领域应用广泛,是生物医疗领域的研究热点。但是人工合成的纳米羟基磷灰石对组织细胞的安全性也引起了人们的关注。本文合成了三种不同长径比的纳米羟基磷灰石颗粒(N-Hap),以小鼠骨髓基质细胞(BMSCs)为模型,研究了不同长径比N-Hap对BMSCs的体外安全性及其对BMSCs分化和矿化的影响。方法:1、采用水热法合成三种不同长径比的N-Hap,并采用TEM、XRD和荧光光谱对其进行理化性质表征。2、从ICR小鼠体内分离培养原代骨髓基质细胞,通过四甲基偶氮唑蓝比色法(MTT)、流式细胞术、细胞活性染色法、细胞器定位、碱性磷酸酶(ALP)染色、矿化结节形成等方法研究了三种N-Hap对BMSCs细胞活性、活性氧水平、细胞凋亡、细胞成骨分化及矿化的影响等方面对N-Hap体外生物安全性进行评价。结果:1、通过TEM、XED和荧光光谱确定合成出三种棒状N-Hap,长径比分别为1.71(S-Hap)、4.31(M-Hap)、6.23(L-Hap)。2、三种N-Hap混悬液在与细胞作用24 h、72 h后,S-Hap和M-Hap在浓度为20、40、80μg/ml对BMSCs活性有抑制作用,L-Hap浓度仅在80μg/ml对BMSCs活性有抑制作用,S-Hap和M-Hap在浓度为5、10μg/ml时对BMSCs活性无明显影响。细胞活性染色实验也表现出相似的结果。浓度为20μg/ml的S-Hap、M-Hap和L-Hap与BMSCs作用3d后,N-Hap被细胞摄取主要定位于溶酶体,细胞活性氧水平及早期凋亡细胞数均随N-Hap长径比的升高而降低。3、浓度为20μg/ml的S-Hap、M-Hap和L-Hap与BMSCs作用14 d后,ALP染色阳性率随N-Hap长径比增大而增大,其中S-Hap和M-Hap组的染色阳性率小于只加成骨诱导剂的对照组,而L-Hap组的染色阳性率大于对照组。作用21 d后,矿化结节染色结果显示:与对照组相比,S-Hap和M-Hap组的矿化水平显著降低,L-Hap组的矿化水平显著升高。结论:本文合成出三种不同长径比的N-Hap颗粒,与BMSCs作用后,细胞活性及成骨分化能力差异显著。L-Hap与BMSCs作用后,细胞活性最好,具有促进成骨分化和矿化的能力。S-Hap和M-Hap则抑制BMSCs活性,细胞内活性氧升高,早期凋亡细胞比例升高,具有抑制BMSCs成骨分化及矿化的作用。其中长径比最小的S-Hap引起的细胞毒性最大。其对细胞活性与分化的差异可能与其在细胞的内吞情况有关。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08
【图文】：

XRD图谱,纳米羟基磷灰石,长径比,XRD图谱

2.3 实验结果与分析2.3.1 X 射线衍射分析如图2-1所示为不同条件下制备的S-Hap（HAPS）、M-Hap（HAPM）、L-Hap（HAPL）的图谱。JCPDS No. 09-0432为六方相的Hap标准衍射图。三个衍射峰均能与Hap标准衍射图符合，说明三种样品的物相均为六方相的羟基磷灰石。所制备的样品衍射峰较强，峰宽变窄，在特征峰位置，衍射峰尖锐，衍射杂峰少，表明实验得到的羟基磷灰石颗粒结晶度和纯度较高。

照片,纳米羟基磷灰石,长径比,无血清

L-HAP直径为12 nm，长度为范围60-100 nm，长径比分别为1.7（1S-Hap）、4.3（1M-Hap）、6.23（L-Hap）。图2-2 不同长径比的三种纳米羟基磷灰石TEM图。S-Hap、M-Hap、L-Hap是浓度为20μg/ml三种N-Hap在无血清的DMEM中的TEM照片

倍数,贴壁细胞,细胞

[44]等人的分离培养方法将BMSCs分离并培养。图3-1可见BMSCs为贴壁细胞，多为梭状或树枝状的细胞。图 3-1 不同倍数下的原代 BMSCsA：40× B：10×

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