掺锶聚磷酸钙的细胞相容性

摘要 背景：研究显示，以可降解生物陶瓷聚磷酸钙为基材，加入微量锶元素，通过调控材料结构如孔径、孔隙率等性能，可制备出有足够力学强度并可控降解的掺锶聚磷酸钙。 目的：观察成骨细胞与掺锶聚磷酸钙的细胞相容性。 方法：将兔成骨细胞与不同含锶质量分数(0~100%)的掺锶聚磷酸钙体外复合培养，进行形态学和功能测定。MTT法检测掺锶聚磷酸钙中成骨细胞的活力，并测定成骨细胞碱性磷酸酶活性。 结果与结论：在倒置显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜下观察到成骨细胞在掺锶聚磷酸钙的表面和孔隙内大量黏附、增殖和生长，并且分泌细胞外基质及细胞表面的大量微绒毛，显示成骨细胞在掺锶聚磷酸钙材料上生长形态良好；同时通过MTT和碱性磷酸酶测定表明细胞功能良好，其中含锶1%掺锶聚磷酸钙细胞增殖活性及碱性磷酸酶活性最高，对成骨细胞无毒性，具有良好的细胞相容性。 关键词：掺锶聚磷酸钙；成骨细胞；锶；细胞相容性；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.013     

纯钛表面梯度生物活性涂层材料生物相容性研究

目的评价复合氧化及水热沉淀法制备纯钛表面梯度生物活性涂层材料生物相容性和骨诱导能力。方法通过对L929成纤维细胞和M373成骨细胞体外细胞培养进行细胞相容性实验和动物颅骨植入实验评价梯度羟基磷灰石(HA)涂层生物相容性和骨诱导能力。结果涂层表面L929成纤维细胞附着与增殖实验提示多孔的羟基磷灰石表面涂层对细胞的黏附生长有诱导作用,促进细胞在其表面繁殖。体外细胞毒性实验提示各组材料对M373成骨细胞的生长、增值、代谢无不良影响。在细胞接种后期HA试件组的细胞增殖数较其他组有显著增加。颅骨植入实验提示羟基磷灰石涂层组在诱导成骨反应方面优于其它组。结论复合氧化及水热沉淀法制备纯钛表面梯度生物活性涂层材料具有良好的生物相容性和骨诱导能力,值得作为新型颅骨修补材料。     

掺锶聚磷酸钙对成骨细胞分泌血管内皮生长因子的影响*

背景：掺锶聚磷酸钙作为一种新型骨修复材料,具有良好的生物相容性和可控降解性。课题组前期研究表明其具有促进血管生成的作用,但其机制尚不清楚。 目的：将ROS17/2.8成骨细胞与掺锶聚磷酸钙支架在体外共培养,观察细胞增殖情况和促血管生成因子血管内皮生长因子的分泌情况。 设计、时间及地点：对比观察实验,于2008-10/2009-06在四川大学组织工程研究室完成。 材料：制备掺锶量为1%,2%,5%,8%,10%的掺锶聚磷酸钙和未掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料。ROS17/2.8成骨细胞株购自于四川大学华西医院移植免疫与移植工程实验室。 方法：①制备细胞支架复合物：将材料置于24孔培养板中,每孔接种300 μL细胞悬液(细胞浓度为2×107 L-1),培养14 d,隔天换液。②分别于1,3,5,7,10,14 d行MTT法观察成骨细胞的增殖情况。③将培养7 d的细胞支架复合物,离心取上清液,用夹心ELISA法检测血管内皮生长因子的分泌情况。 主要观察指标：观察掺锶聚磷酸钙和未掺锶聚磷酸钙支架上成骨细胞的增殖情况及血管内皮生长因子的分泌情况。 结果：MTT法实验结果表明,与未掺锶聚磷酸钙组相比,掺锶聚磷酸钙组能促进成骨细胞的增殖,且8%掺锶聚磷酸钙效果最好;ELISA结果表明,与未掺锶聚磷酸钙组相比,掺锶聚磷酸钙组能上调血管内皮生长因子的蛋白分泌量,其中以8%掺锶聚磷酸钙促进作用最为明显(P < 0.05)。 结论：锶能有效促进成骨细胞增殖,并能明显上调血管内皮生长因子的分泌,且以8%掺锶聚磷酸钙效果最好,在一定程度上揭示了其具有促血管化作用的机制。 关键词：掺锶聚磷酸钙;成骨细胞;血管生成;血管内皮生长因子 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.014     

掺锶聚磷酸钙对破骨细胞的影响

目的：已有研究表明新型生物材料聚磷酸钙掺锶后能明显促进成骨细胞的增殖和分化。实验将掺锶聚磷酸钙与破骨细胞于体外复合培养，进一步从细胞的形态和生理功能两方面考察掺锶聚磷酸钙对破骨细胞的影响。 方法：实验于2006-10/2007-01在四川大学组织工程支架材料研究室及四川大学华西医学院生物医学工程重点实验室完成。将机械分离法获得的新生兔长骨破骨细胞分别种植于1 cm×1 cm×80 μm的骨片及由“湿式法”溶液反应法制备的φ2 mm×10 mm的掺锶聚磷酸钙样品上，以聚磷酸钙为对照，复合培养于24孔培养板中。复合培养7 d后，采用特异性抗酒石酸酸性磷酸酶染色方法鉴定实验细胞，通过扫描电镜观察骨片和掺锶聚磷酸钙、聚磷酸钙材料表面破骨细胞的形貌及骨吸收陷窝的形成情况。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。 结果：①抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示试验细胞呈阳性。②骨片上形成的骨吸收陷窝多呈不规则形状，陷窝边界清晰，底面粗糙。证实所培养的细胞为破骨细胞。③复合培养7 d后，掺锶聚磷酸钙组材料表面陷窝形成的数量明显少于聚磷酸钙组材料。④复合培养7 d后，掺锶聚磷酸钙组材料表面破骨细胞的增殖度明显低于聚磷酸钙组材料。 结论：掺锶聚磷酸钙由于锶元素的掺入能通过降低破骨细胞的活性，阻碍破骨细胞的增殖分化，从而显著地抑制其骨吸收能力。     

丝素蛋白对可注射磷酸钙骨水泥细胞相容性的影响

背景：已有的研究证实在磷酸钙骨水泥中添加适量的丝素蛋白能增加其抗压强度同时仍保持其可注射性,但制备的丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料是否仍具良好的生物相容性尚不确切。 目的：将人骨髓间充质干细胞与丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料共培养,评价该材料的细胞相容性。 设计、时间及地点：对比观察体外实验,于2007-09/2008-03在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成。 材料：磷酸钙骨水泥由上海瑞邦公司提供。丝素蛋白由苏州大学材料学院提供。 方法：应用密度梯度离心法分离人骨髓间充质干细胞,条件培养基优化分离培养。浸提法制备丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料及磷酸钙骨水泥的浸提液。用MTT法测定丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养人骨髓间充质干细胞的活力,绘制生长曲线、计算第1,3,5,7天的相对增殖率并进行毒性分级;流式细胞仪检测丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养第4天的人骨髓间充质干细胞的细胞周期及倍体情况;扫描电镜观察丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料与人骨髓间充质干细胞共培养后第1,3,5,7天细胞的黏附及增殖情况。 主要观察指标：①细胞毒性分级。②细胞周期。③细胞黏附、增殖情况。 结果：丝素蛋白/磷酸钙骨水泥及磷酸钙骨水泥浸提液培养的人骨髓间充质干细胞具有良好的活力,其毒性分级均为0或1级;流式细胞仪检测见两组细胞均为二倍体细胞,未见异倍体细胞,两组G0/G1期、S期、G2/M期及细胞增殖指数差异无显著性意义（P > 0.05）;扫描电镜见人骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/磷酸钙骨水泥复合材料上能黏附、生长,并随时间的推移材料表面的细胞数呈增长趋势。 结论：人骨髓间充质干细胞与丝素蛋白/磷酸钙骨水泥具有良好的体外细胞相容性。     

掺锶聚磷酸钙对内皮细胞来源促血管化因子基质金属蛋白酶2表达的影响*★

背景：课题组研究的掺锶聚磷酸钙作为一种新型骨修复材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，经过前期的研究已证明有促血管化作用，但机制尚不清楚。 目的：内皮细胞与掺锶聚磷酸钙支架于体外复合培养，观察细胞的增殖和促血管化因子基质金属蛋白酶2的分泌情况。 设计、时间及地点：体外细胞学对比观察实验，于2008-09/2009-04在四川大学组织工程研究室完成。 材料：在制备聚磷酸钙过程中掺入锶制备掺锶量为1%，2%，5%，8%，10%的掺锶聚磷酸钙骨组织工程支架材料。 方法：①材料置于24孔培养板中，将浓度为3×107 L-1的内皮细胞悬液300 μL接种于24孔培养板上，补加200 μL RPMI1640全培养液。分别于1，3，5，7 d通过MTT法观察内皮细胞的增殖情况。②聚磷酸钙和8%掺锶聚磷酸钙多孔支架放于24孔板中，将浓度为1×108 L- 1的内皮细胞悬液300 μL接种于支架材料上，补加600 μL RPMI1640全培养液。培养5 d后取出材料，扫描电镜观察内皮细胞的形貌。③内皮细胞与不同掺锶量的掺锶聚磷酸钙支架材料复合培养5 d，至细胞汇合后，离心取上清液，采用酶联免疫吸附试验检测内皮细胞来源的基质金属蛋白酶2蛋白的分泌量。 主要观察指标：观察掺锶聚磷酸钙和聚磷酸钙材料上内皮细胞的增殖及形貌，内皮细胞来源的基质金属蛋白酶2蛋白的分泌量。 结果：MTT法实验结果表明，与聚磷酸钙组及其他掺锶量的掺锶聚磷酸钙比较，8%掺锶聚磷酸钙拥有更高的内皮细胞增殖度；扫描电镜表明在8%掺锶聚磷酸钙材料表面生长的内皮细胞具有更好的生长状态和生物活性；酶联免疫吸附试验法结果表明，与聚磷酸钙组相比，掺锶聚磷酸钙能上调基质金属蛋白酶2的蛋白分泌量，其中以8%掺锶聚磷酸钙最为明显(P < 0.05)。 结论：掺锶聚磷酸钙与内皮细胞具有良好的生物相容性，明显上调促血管化因子基质金属蛋白酶2的分泌，具有促血管化的作用。 关键词：掺锶聚磷酸钙；内皮细胞；血管化；基质金属蛋白酶2     

纳米碳管处理磷酸钙骨水泥的生物相容性及其强度和韧性

背景：由于骨缺损和骨质疏松等治疗需要大量的骨修复材料。但常用的骨修复材料之——磷酸钙骨水泥存在脆性大等缺陷,所以临床工作者一直期盼研制一种生物相容性和生物力学更好的骨科修复材料。 目的：观察以纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥材料的生物相容性和体外生物力学性能。 方法：根据国际标准化组织颁布的ISO10993系列,对新型骨水泥材料进行体外溶血试验、细胞毒性试验、急性毒性试验、皮肤过敏性试验;取6具老年尸体胸腰段脊柱标本(T12~L4) 进行体外生物力学性能测试,建立压缩性骨折模型后采用球囊扩张后凸椎体成形术恢复高度,分别注射填充纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥和普通磷酸钙骨水泥,再进行前屈压缩,测量极限载荷、抗压强度、刚度。 结果与结论：①新型材料浸提原液对健康人血红细胞溶血率为1.81%,无溶血现象。材料浸提液对L929细胞毒性分级为0级,无细胞毒性。材料浸提原液未引起小鼠急性毒性反应、小鼠遗传毒性及豚鼠过敏反应。②填充纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥组成形后的极限载荷、抗压强度、刚度均高于普通磷酸钙骨水泥组(P < 0.05)。结果表明以纳米碳管处理的磷酸钙骨水泥材料生物相容性符合国际规定的体内植入物的生物学评价标准,其强度和韧性较普通骨水泥有较大的提高。 关键词：纳米碳管;磷酸钙骨水泥;生物相容性;生物力学;骨科生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.011     

梯度掺锶羟基磷灰石仿生理条件下pH值稳定性与掺锶量

背景：锶掺入羟基磷灰石中不仅可以改善其降解性，而且还可以赋予羟基磷灰石材料一定的骨诱导性，但制备过程中由于使用酸性较强的稀磷酸为固化液，可能使掺锶羟基磷灰石的酸性增大。 目的：观察梯度掺锶羟基磷灰石仿生理条件下的pH值稳定性。 方法：配制标准的缓冲溶液，采用磷酸钙骨水泥水化方法制备摩尔分数为0%，1%，5%和10%掺锶羟基磷灰石梯度材料，每组取6个平行试样紫外线照射灭菌3 h备用。按照掺锶羟基磷灰石粉末质量:浸提递质=1g∶10 mL比例配制浸提掖，置于孵箱中，不同时间点测量梯度材料的pH值。 结果与结论：不同时间点测量在培养液中浸泡的材料pH值均稳定呈现弱碱性。提示，掺锶羟基磷灰石的pH值稳定呈现弱碱性，有利于成骨和内环境的稳定。     

纳米银猪脱细胞真皮敷料的细胞毒性评估

背景：传统的猪皮敷料具有保护创面的作用,但不具有主动抗感染功能。 目的：评估自制纳米银猪脱细胞真皮敷料的体外细胞毒性,评价其作为新型敷料的可行性。 方法：用四甲基偶氮唑盐比色法检测自制纳米银猪脱细胞真皮敷料100%和50%的浸提液对小鼠成纤维细胞(L-929细胞)相对增殖率的影响,并评价其细胞毒性。倒置显微镜观察各组细胞形态变化,培养2,4,7d后用酶联免疫检测仪测定溶液吸光度值来评估细胞毒性。 结果与结论：L-929细胞在自制纳米银猪脱细胞真皮敷料的浸提液中增殖良好,其细胞毒性实验显示细胞毒级为1级,实验组与阴性对照组之间的吸光度值差异均无显著性意义( P >0.05)。说明自制纳米银猪脱细胞敷料无细胞毒性,作为新敷料具有可行性。 关键词：猪脱细胞真皮基质;敷料;纳米银;细胞毒性;MTT doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.012     

重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子联合促进兔骨髓基质细胞血管内皮细胞生长因子表达及其成骨潜能

背景：了解在体外或体内环境下,应用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,能否达到既加强成骨又促进血管内皮细胞生长因子表达的双重作用。 目的：观察兔骨髓基质细胞经重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子刺激后,其血管内皮细胞生长因子表达及成骨潜能的变化。 方法：取兔双侧股骨骨髓基质细胞,采用骨髓基质细胞体外培养技术,单独或联合以重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子刺激细胞。细胞培养5 d后,进行细胞形态、增殖情况、碱性磷酸酶活性、成骨结节、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率等项目的检测。 结果与结论：联合先后应用重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子在细胞计数、碱性磷酸酶活性、矿化面积百分率、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率4个检测项目上优于同时应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子以及单独应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子。结果表明合理的联合使用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,不仅可促进骨髓基质细胞的快速增殖及向成骨细胞转化,还可促进促血管内皮细胞增生的重要介质血管内皮细胞生长因子的表达。