镍钛合金表面氧化处理对L-929细胞凋亡相关基因bax/bcl-2 mRNA表达的影响

背景:镍钛形状记忆合金用于人体最大的问题是合金受到腐蚀后释放出有毒的Ni~(2+)离子,采用各种不同的方法在合金表面制备TiN、TiO_2、HA等保护层,可有效抑制Ni离子的溶出,改善其生物相容性.目的:在镍钛形状记忆合金表面制备氧化涂层观察对其生物相容性的影响.方法:将NiTi-SMA板材合金表面进行氧化处理.用10%HF+40%HNO_3+50%H_2O进行酸洗,丙酮中超声波清洗,干燥,在H_2O_2溶液中氧化,再经清洗、干燥、灭菌、浸提等处理.L-929细胞体外培养,实验分为阴性对照组:培养液培养;表面氧化组:面氧化处理NiTi-SMA浸提液培养;未处理组;未经处理NiTi-SMA浸提液培养.采用实时反转录聚合酶链反应法检测细胞凋亡相关基因bax/bcl-2 mRNA表达的变化.结果与结论:Bax及bcl-2mRNA表达阴性对照组均高于表面氧化组和未处理组,而bax/bcl-2比值阴性对照组低于表面氧化组和未处理组,上述结果均具有显著性意义(P<0.01),表面氧化组和未处理组之间bax及bcl-2 mRNA表达及bax/bcl-2比值均无显著性意义(P>0.05).结果提示,镍钛合金浸提液由于镍离子的释放,可引起L-929细胞的bax及bcl-2 mRNA表达改变,bax及bcl-2mRNA表达的检测可能成为评价生物材料生物相容性的重要指标.     

细胞培养法评价自制镍铬烤瓷合金的细胞毒性

背景:具有良好抗腐蚀性能的镍铬铸造烤瓷合金正在临床广泛应用,但不容忽视的是其释放出的镍离子、铍离子具有明显的毒副作用.因此,改进合会的组成成分,提高其理化性能和生物相容性是目前研究的热点.目的:检测自制镍铬烤瓷合金的体外细胞毒性,并与口腔科常用的镍铬合金、纯铁金属的细胞毒性进行比较.设计、时间及地点:对比观察实验,于2006-05/12在中国医科大学中心实验室完成.材料:细胞选用对数生长期的小鼠成纤维细胞(L-929细胞).自制镍铬烤瓷合金由中国科学院金属研究所提供,纯钛由日本松风公司提供,镍铬合金由贺利氏古莎齿科有限公司提供.方法:实验分为自制镍铬烤瓷合金、纯钛组、镍铬合金组,阳性对照组,阴性对照组.取96孔培养板,每板选出5组孔,每组重复孔12个,每孔中均加入浓度为1.0×108L-1的细胞悬液100μ L.在自制镍铬烤瓷合金、纯钛组、镍铬合金组孔中分别加入各种材料浸提液100μL,阳性对照组孔中加入铅浸提液100 μ L,使材料浸提液浓度最终为50%,在阴性对照组孔内加入RPMI 1640培养液100 μ L.主要观察指标:分别于培养1,2,3,4,5 d时采用四唑盐比色法测定各组吸光度值,计算相对增殖率.结果:3种金属材料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),与阳性对照组之间的吸光度值差异有显著性意义(P＜0.05或P＜0.01).纯钛组细胞增殖率＞100%,细胞毒性为0级,自制镍铬烤瓷合金组和镍铬合金组的细胞增殖率为86.36%～99.49%,细胞毒性为1级,阳性对照组在培养3d后细胞毒性增长至2级.结论:自制镍铬烤瓷合金仪具有极微弱的细胞毒性,符合口腔材料临床应用的要求.     

3种牙科金属材料对小鼠成纤维细胞凋亡的影响

背景:有关磁性附着体外包裹不锈钢材料引起的细胞凋亡,经检索CNKI数据库未见报道.目的:观察磁性附着体的3种外包裹牙科金属材料钴铬合金、钛合金及奥氏体不锈钢对L-929细胞凋亡的影响.设计、时间及地点:对比观察,实验于2007-06/12在中国医科大学中心实验室完成.材料:选用对数生长期的小鼠成纤维细胞L-g29,由中国医科大学附属第一医院肿瘤研究所提供.钴铬合金由贺立氏古莎齿科有限公司提供:钛合会由日本森田公司提供;奥氏体不锈钢由中国科学院金属研究所提供.方法:将钛合金、奥氏体不锈钢和钴铬合金3种金属材料制成圆片形,放置于24孔板中,按浸提液体积与试件表面积比值为0.1 mL/cm2放入RPMI-1640培养液,即得到材料浸提液.实验分为5组:钛合金组、奥氏体不锈钢组和钴铬合金组分别将L-929细胞接种于含不同质量浓度(250,500 g/L,1 kg/L)钛金属、奥氏体不锈钢和钴铬金属的浸提液中;阴性对照组:RPMI1640培养的L-929细胞:阳性对照组:1 00 mg/L丝列霉素处理的L-929细胞.主要观察指标:流式细胞仪检测各组不同质量浓度浸提液干预24 h对L-929细胞凋亡的影响.结果:除250 g/L质量浓度钛合金与阴性对照组之间细胞凋亡率无显著差异(P>0.05)外,其他各组材料同一质量浓度或同一材料不同质量浓度之间细胞凋亡率相比,差异均有显著件意义(P<0.01).结论:3种金属材料对细胞凋亡率均有显著影响,凋亡率大小依次为:钛合金组<奥氏体不锈钢组<钴铬合金组     

四种正畸矫治弓丝的细胞毒性研究

目的评价四种临床常用正畸矫治弓丝经人工唾液浸泡腐蚀后的细胞毒性。方法选择正畸常用两种超弹性镍钛矫治弓丝和两种不锈钢矫治弓丝(A组:速航国产超弹性镍钛矫治弓丝;B组:Smart国产超弹性镍钛矫治弓丝;C组:PLASDENT国产不锈钢矫治弓丝;D组:ORMAER国产不锈钢矫治弓丝),在弱酸性(pH=6.0)人工唾液中浸泡4周后,取出试件制备浓度为20%、50%、100%的浸提液。使用不同浓度浸提液培养L-929细胞24 h、48 h后,分别使用SEM及MTT实验,初步评价四种矫治弓丝的细胞毒性。结果相同培养时间下,随浸提液浓度的增加,细胞相对增殖率减小,细胞毒性相对增加(P<0.05);相同浸提液浓度下,随培养时间的延长,细胞相对增殖率减小,细胞毒性相对增加(P<0.05)。100%浸提液浓度培养24 h后,四组浸提液均未对L-929细胞产生细胞毒性,培养48 h后,A、B、D三组浸提液对L-929细胞产生了轻微的细胞毒性,细胞毒性为1级,C组浸提液未对L-929细胞产生细胞毒性。结论经唾液浸泡腐蚀后的矫治弓丝,可能会引起轻微的细胞毒性,其结果应引起临床医生的重视。     

皮肤刺激实验评价自制烤瓷合金的生物相容性

为检测中科院金属研究所研制的低镍无铍含钛烤瓷合金的生物相容性,于2005-03/08在中国医科大学中心实验室进行皮肤刺激实验.取健康白色家兔12只,背部对称脱毛4块,每块50cm2,24h后一侧滴加自制的Ni-Cr-Ni烤瓷合金浸提液,用一层油纸及两层纱布覆盖,另一侧滴加生理盐水做空白对照.24h后除去残留的供试品,观察局部有无红斑和水肿反应;然后连续涂药7d,观察24,48,72h后的皮肤刺激反应.结果显示Ni-Cr-Ti合金组与空白对照组皮肤刺激实验无差异,皮肤均未出现红斑和水肿,动物生长状态良好.说明这种低镍无铍含钛烤瓷合金对皮肤无刺激,生物相容性良好.     

三种比色法评价4种牙科金属材料对L-929细胞的毒性

背景：采用不同方法评价材料的细胞毒性可能会得出不同的实验结果。目的：采用3种比色法评价镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛等牙科金属材料对小鼠成纤维细胞（L-929细胞）的细胞毒性。方法：以镍铬合金、钴铬合金、3铬13及纯钛4种牙科金属材料的浸提液分别作用于体外培养的L-929细胞24,72h。以体积分数10％小牛血清＋高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阴性对照组,以0.7％丙烯酰胺＋体积分数10％小牛血清＋高糖DMEM培养液培养的L-929细胞为阳性对照组,分别采用MTT、CCK-8及结晶紫3种比色法检测上述材料的细胞毒性。结果与结论：①4种材料浸提液中培养的细胞形态正常,胞内结构清晰,随着培养时间延长细胞大量增殖,与阴性对照组细胞形态无明显差异。阳性对照组细胞数量明显减少,形态完整性受破坏,形成大量细胞碎片。②培养24h时,CCK-8比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率低于阴性对照组沪〈0．05）,MTT及结晶紫比色法检测中钴铬合金组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义（P〉0．05）;培养72h时,MTT比色法检测中4种牙科金属材料组细胞相对增殖率低于阴性对照组（P〈0．01）,CCK-8及结晶紫比色法检测中4组的细胞相对增殖率与阴性对照组比较差异无显著性意义（P〉0．05）,但材料细胞毒性均为0—1级。表明上述4种牙科金属材料细胞毒性均在临床应用的允许范围内,具有良好的生物安全性。     

镍钛形状记忆合金表面改性后与成骨细胞的生物相容性

背景:尽管记忆合金在现代医学领域有着很广泛的应用(如骨科、牙科等),但不仅人的体液会对材料的稳定性造成影响,而且材料所释放的离子也对人体造成毒副作用.所以为了能够在临床更进一步使用这类记忆航?对其进行表面改性是非常重要的.目的:比较类金刚石镀膜形状记忆合金和非镀膜记忆合金与体外培养成骨细胞的生物先菪?设计、时间及地点:对比观察,于2005-03/06在兰州大学第二医院骨科研究所完成.材料:材料为规格为6 min×7 mm×0.5 mm的类金刚石镀膜镍钛记忆合金和相同规格的非镀膜镍钛记忆合金各30片,由兰州大学材料学院提供.方法:将2种不同的镍钛合金分别加入12孔培养板中,将第3代成骨细胞悬液用DMEM培养基调节成10×108L-1,等体积加入培养孔中,37℃、体积分数为5%CO2培养箱中培养.主要观察指标:细胞的增殖情况;收集第1.2,3.4,5天的细胞培养液,测定其中的碱性磷酸酶活性和镍离子的含量.结果:类金刚石镀膜镍钛记忆合金组的细胞增殖率及培养液中碱性磷酸酶活性明显高非镀膜组;培养液中镍离子含量明显低于非镀膜组(P<0.05).结论:类金刚石镀膜记忆合金的组织相容性明显优于非镀膜记忆合金.     

镍钛形状记忆合金表面改性后的血液相容性

背景:镍钛形状记忆合金植入人体内必需要有很好的生物相容性和生物安全性。目的:观察分析镍钛形状记忆合金表面改性后对其生物相容性的影响。方法:将镍钛形状记忆合金随机分为两组,经阴极电沉积法处理的材料为实验组,未经处理的为空白组,通过扫描电镜观察实验组材料表面的变化,并测定材料的溶血率和动态凝血时间。体外培养骨髓基质干细胞,与两组材料复合培养,通过MTT法检测两组材料中细胞存活数量。结果与结论:镍钛形状记忆合金表面改性后,表面出现由很多的纳米级颗粒紧密聚集形成的Ti-O膜,实验组材料的溶血率下降,凝血时间延长,两组材料与骨髓基质干细胞复合培养第2,4,6天,实验组吸光度比空白组明显增高(P<0.05)。说明镍钛形状记忆合金经阴极电沉积法表面改性后具有较好的生物相容性和生物安全性。     

磁性附着体中铁素体不锈钢引起小鼠成纤维细胞L929的死亡模式

背景:作为自制磁性附着体外包裹材料的26-1超纯铁索体不锈钢在以往的实验中已初步证实其具有良好的生物学特性,但选用凋亡机制对其生物相容性进行深入研究和评价的报道较少.目的:应用L929细胞从分子生物学水平探讨26-1超纯铁素体不锈钢引起细胞的死亡模式,评价26-1超纯铁索体不锈钢是否符合临床应用的生物相容性要求.设计、时间及地点:分子生物学水平,对比观察实验,于2004-06/2005-06在中国医科大学中心实验室完成.材料:26-1超纯铁索体不锈钢(超低碳,名义成分为Fe-26%Cr-1%Mo),Tilite(含钛医用合金,名义成分为70%Ni-16%Cro(4%～6%)Ti-其他合金元素)、Co-Cr合金(名义成分为Co-30%Cr-5%Mo).利用蜡型铸造制备实验用材料,并将材料分别切割成直径12 mm的圆盘样品.方法:①将3种材料与L929细胞联合培养.阴性对照组为RPMI1640正常培养细胞,孵育18 h和24 h后应用异硫氰酸荧光素标记的膜联蛋白结合碘化丙啶染色双参数技术对细胞死亡类型进行定量检测.②25%,50%,100%浓度的3种材料浸提液体外培养小鼠成纤维细胞L929 24 h后,采用流式细胞术碘化丙啶染色法检测L929细胞的凋亡率及细胞周期分布情况.主要观察指标:①不同材料引起L929细胞凋亡和坏死的比例.②L929细胞凋亡率及细胞周期分布情况.结果:各材料组均降低了L929细胞的生存率,其中细胞坏死水平在各材料组与阴性对照组之间差异无显著性意义,说明引起的致细胞病变效应主要是由细胞凋亡引起的,各材料组之间产生的效应差异无显著性意义.并且L929细胞凋亡具有明显的浓度依赖性及时间依赖性.3种实验用金属材料引起的L929细胞凋亡率在各浓度组间差异无显著性意义.结论:26-1超纯铁索体不锈钢引起细胞的死亡方式丰要是凋亡,符合临床应用材料的生物相容性要求.     

氧化低密度脂蛋白诱导内皮祖细胞凋亡的机制探讨

目的:探讨氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导人脐静脉血内皮祖细胞(EPCs)凋亡的信号途径.方法:密度梯度离心法获取人脐静脉血单个核细胞,培养7天后,收集贴壁细胞分成以下各组:(1)空白对照组:不作任何处理,以RPMI1640培养液继续培养48 h;(2) ox-LDL各浓度组(共3组):EPCs培养24 h后,再分别换用含5,10,20 mg/L ox-LDL的RPMI 1640培养液继续培养24 h;Western blot检测细胞内Akt、磷酸化Akt的蛋白表达时加上一组.(3) Wortmannin组:EPCs培养24 h后,换用含Wortmannin 100 μmol/L RPMI1640培养液继续培养24 h.采用MTI法检测EPCs增殖能力,流式细胞仪检测细胞凋亡率;提取细胞RNA,采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术检测Bcl-2mRNA表达;采用免疫细胞化学法检测Bcl-2蛋白表达水平;采用Western blot检测磷酸化Akt的蛋白表达.结果:Ox-LDL呈浓度依赖性抑制EPCs增殖、诱导EPCs凋亡(P＜0.01),基础状态下内皮祖细胞表达Bcl-2mRNA及蛋白,ox-LDL处理能抑制其表达,降低磷酸化Akt的表达,并存在量效关系(P＜0.05).结论:Ox-LDL抑制EPCs增殖、诱导EPCs凋亡的作用是通过抑制Akt活化,下调凋亡抑制蛋白Bcl-2实现的;Ox-LDL的作用机制至少部分是依赖PI3K/Akt信号通路实现,这可能影响血管内皮的修复及新生血管的形成.