钛表面微弧氧化涂层的细胞生物活性

背景：微弧氧化技术可改善钛或钛合金的表面特征。 目的：研究纯钛表面微弧氧化涂层的表面性能及其对MC3T3-E1细胞早期黏附、增殖及成骨能力的影响。 方法：将46个直径10 mm、厚度2 mm圆盘状纯钛试件分为实验组和对照组。实验组置于含0.02 mol/Lβ-甘油磷酸二钠盐及0.2 mol/L乙酸钙的电解液中进行微弧氧化处理,对照组对试件进行机械抛光。扫描电子显微镜观察试件表面形貌,X射线能谱分析检测涂层表面钙磷比,X射线衍射分析检测涂层晶相构成。将MC3T3-E1细胞接种在两组试件表面,1,2,4 h电镜下观察细胞形态,在2,4,7 d通过CCK-8方法检测细胞增殖,并于7,14 d检测碱性磷酸酶活性。 结果与结论：经微弧氧化处理后,钛表面形成粗糙多孔的钙磷涂层,微弧氧化涂层主要元素为Ca、P、O及Ti,微弧氧化膜层主要由氧化钛、钛酸钙、磷酸钙及偏磷酸钙构成。电镜观察显示1 h 微弧氧化涂层表面细胞已伸出伪足,4 h呈现较典型的细胞形态。细胞在微弧氧化处理钛表面4,7 d的细胞增殖和7,14 d的碱性磷酸酶活性高于对照组。表明微弧氧化技术生成的粗糙多孔钙磷涂层能显著促进MC3T3-E1细胞的早期黏附、增殖及成骨活性。     

聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物对MC3T3-E1细胞增殖活性的影响

背景:研究表明聚乳酸/羟基磷灰石复合材料与自然骨结构和性能相似,具有骨传导性和良好的生物相容性。目的:观察聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物与成骨细胞株MC3T3-E1的生物相容性。方法:分别采用普通完全培养基(对照组)与聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物浸提液(实验组)培养第3代成骨细胞株MC3T3-E1,培养3,5,7 d,采用CCK-8法检测细胞的吸光度值;在培养第7,14天检测细胞碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原、核心结合因子α1/成骨特异性转录因子表达。将聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物与第3代成骨细胞株MC3T3-E1共培养,培养7,14 d细胞骨架染色及扫描电镜观察细胞在支架材料上的形态。结果与结论:随着时间的延长,成骨细胞株MC3T3-E1的吸光度值明显增加,两组细胞吸光度值比较差异无显著性意义。实验组培养第7天细胞碱性磷酸酶活性高于对照组(P0.05),培养第14天细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、核心结合因子α1/成骨特异性转录因子表达高于对照组(P0.05)。种植7 d后细胞在材料上贴附生长,细胞呈多角形;种植14 d后细胞较7 d前数目明显增多,且完全伸展,呈多角形和梭形。表明聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物对成骨细胞有良好的生物相容性,无细胞毒性。     

阴极弧沉积掺硅二氧化锆膜对MG63细胞相关因子的影响北大核心

背景:采用各种表面改性方法提高医用钛及钛合金植入物的骨整合,是目前人工关节假体领域研究的重点之一。目的:在纯钛表面制备掺硅二氧化锆膜,研究其对成骨样MG63细胞相关因子的影响。方法:采用磁过滤真空阴极弧沉积技术在纯钛表面分别制备掺硅二氧化锆膜与二氧化锆膜。将成骨样MG63细胞分别接种于掺硅二氧化锆膜、二氧化锆膜及纯钛片表面,接种后第1,4,7,10天,以定量RT-PCR法检测细胞骨保护素和核因子κB受体活化因子配体基因表达情况,ELISA检测细胞分泌骨保护素和核因子κB受体活化因子配体蛋白量。结果与结论:(1)接种第1天,3组骨保护素基因及蛋白表达无差异;接种第4天,掺硅二氧化锆膜组、二氧化锆膜组骨保护素基因及蛋白表达高于纯钛组(P<0.05),掺硅二氧化锆膜组、二氧化锆膜组骨保护素基因及蛋白表达无差异;接种第7,10天,掺硅二氧化锆膜组骨保护素基因及蛋白表达高于二氧化锆膜组、纯钛组(P<0.05);(2)接种第1天,3组核因子κB受体活化因子配体基因及蛋白表达无差异;接种第4,7天,掺硅二氧化锆膜组核因子κB受体活化因子配体基因及蛋白表达低于二氧化锆膜组、纯钛组(P<0.05);接种第10天,掺硅二氧化锆膜组、二氧化锆膜组基因及蛋白表达低于纯钛组(P<0.05),掺硅二氧化锆膜组、二氧化锆膜组骨保护素基因及蛋白表达无差异;(3)结果表明,在纯钛表面阴极弧沉积掺硅二氧化锆膜,能够上调成骨样MG63细胞内骨保护素表达水平,同时下调核因子κB受体活化因子配体表达水平。     

纳米淡水珍珠粉对成骨相关基因表达的影响

背景:珍珠中高含量的钙离子可以促进钙盐沉积,抑制破骨细胞的骨吸收活性,促进骨再生,且其含有的水溶性蛋白具有骨诱导作用,可促进成骨细胞的分化。目的:观察纳米淡水珍珠粉对成骨细胞成骨相关基因表达的影响。方法:取第3代小鼠成骨细胞MC3T3-E1细胞,分别与纳米淡水珍珠粉(实验组)、纳米羟基磷灰石(对照组)共培养,以单独培养的细胞为阴性对照。培养7 d后,采用RT-PCR实验检测各组Runx2、骨桥蛋白、Ⅰ型胶原m RNA的表达。结果与结论:(1)实验组、对照组Runx2与骨桥蛋白mRNA表达量高于阴性对照组(P <0.05),并且实验组Runx2与骨桥蛋白m RNA表达量高于对照组(P <0.05);(2)实验组Ⅰ型胶原m RNA表达量高于对照组、阴性对照组(P <0.05),对照组与阴性对照组Ⅰ型胶原m RNA表达量比较差异无显著性意义(P> 0.05);(3)结果表明,纳米淡水珍珠粉较纳米羟基磷灰石更能显著促进成骨相关基因Runx2、骨桥蛋白、Ⅰ型胶原m RNA的表达。     

成骨细胞增殖和钙盐沉积能力:在接骨七厘片药物溶液中的反应

背景:接骨七厘片是促进骨折愈合、临床疗效较好的复方中药,但其作用机制尚不十分清楚。目的:观察接骨七厘片药物溶液对成骨细胞增殖和钙盐沉积能力的影响。方法:以体外培养的MC3T3-E1成骨细胞为研究对象。1常规培养24 h更换无血清DMEM培养液,饥饿培养24 h同步化细胞周期,弃去培养液,实验组每孔加入100μL含接骨七里片药物溶液的DMEM完全培养基,对照组加入DMEM完全培养基,于培养24 h和48 h使用MTS一步法检测细胞增殖活力。2以1×105密度接种MC3T3-E1细胞于96孔板,培养4 h更换成骨诱导培养液,诱导21 d进行茜素红染色观察MC3T3-E1细胞的钙盐沉积能力,对照组细胞不进行成骨诱导。结果与结论:在培养24 h和48 h,接骨七厘片药物实验组细胞增殖程度均较对照组上调(P0.05);成骨诱导21 d后,茜素红染色发现接骨七厘片药物实验组钙盐结节生成明显多于对照组(P0.01)。以上结果表明接骨七厘片药物溶液能够明显促进成骨细胞增殖和钙盐沉积能力。     

纯钛种植体表面微弧氧化涂层的生物相容性

背景：各种纯钛种植体表面微弧氧化涂层效果不尽相同。 目的：观察3种不同微弧氧化涂层种植体钛片对小鼠成骨细胞的细胞增殖、碱性磷酸酶活性和β1-integrin的基因表达水平的影响。 方法：采用国际常用小鼠成骨细胞系(MC3T3-E1),3种不同涂层钛片作为影响因素,纯钛作为对照,采用MTT法和电镜法观察细胞附着和细胞增殖,PNPP法测定碱性磷酸酶的活性,RT-PCR法检测β1-integrin在小鼠成骨细胞中的表达。 结果与结论：MTT值、碱性磷酸酶值、β1-integrin的基因表达水平和电镜观察均显示含钙、磷、镁、锌元素的二氧化钛涂层钛片生物相容性最好,含钙磷盐的二氧化钛涂层钛片次之,二氧化钛涂层钛片最差。小鼠成骨细胞在其多孔,含有钙、磷、镁、锌元素表面的黏附及增殖最优。     

mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 的分化成熟

目的:研究mTORC1 信号对前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟的调控作用。方法:通过向MC3T3-E1 转染pcDNA3.1-Raptor,对mTORC1 信号相关蛋白Raptor 进行过表达。向MC3T3-E1 转染Raptor siRNA,对mTORC1 信号蛋白Raptor 进行基因沉默。通过Real-time PCR 方法测定Raptor 的基因表达,通过蛋白免疫印迹法测定Raptor 蛋白水平,并通过茜素红染色检测成骨矿化情况,以测定成骨分化程度。通过Real-time PCR 检测成骨分化指标的基因表达。结果:与对照组相比,Raptor 过表达组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显增加;茜素红染色结果显示Raptor 过表达组染色更深,说明成骨矿化程度更高;荧光定量PCR 结果显示,Raptor 过表达组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均高于对照组。与对照组相比,Raptor siRNA 组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显降低;茜素红染色结果显示Raptor siRNA 组染色更浅,说明成骨矿化程度更低;荧光定量PCR 结果显示,Raptor siRNA 组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均低于对照组。结论:mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟。     

成骨生长肽促进钛表面大鼠成骨细胞的增殖分化

背景：成骨生长肽具有促进多种基质细胞增殖活性,成骨活性,免疫原性低,自身调节极其敏感,提取制作工艺简单等众多优点。 目的：体外观察成骨生长肽对大鼠颅盖骨来源成骨细胞在钛金属表面增殖分化的影响。 方法：将体外培养的新生SD大鼠颅盖骨成骨细胞以5×10⁷ L^-1细胞浓度接种于6孔板中的纯钛试件表面,分别加入0(空白对照),10^-10,10^-9,10^-8,10^-7 mol/L的成骨生长肽,干预1,3,5,7,9 d后应用MTT法检测纯钛试件表面成骨细胞的增殖活性,应用酶联免疫法检测成骨细胞内碱性磷酸酶活性。 结果与结论：与空白对照组比较,各浓度成骨生长肽组纯钛试件表面成骨细胞增殖活跃(P < 0.05),且最佳作用浓度为10^-9 mol/L(P < 0.05);各浓度成骨生长肽组细胞内碱性磷酸酶活性增强(P < 0.05),且最佳作用浓度为10^-8 mol/L (P < 0.05)。表明成骨生长肽可促进钛片表面成骨细胞的增殖活性,增强细胞内碱性磷酸酶活性。     

NR2F2促进小鼠MC3T3-E1前成骨细胞增殖

目的探讨NR2F2基因对小鼠前成骨细胞增殖的影响。方法用实时定量PCR检测mRNA表达量,MTS法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞周期,ELISA-Brdu法检测细胞DNA合成速度。结果在小鼠MC3T3-E1前成骨细胞增殖速度加快时,NR2F2基因的表达增高至对照的4.57±0.30倍(P<0.01)。过表达NR2F2基因促使MC3T3-E1细胞增殖速度加快,细胞数量增加(P<0.01),细胞周期中S期细胞比例明显升高,为对照组的2倍,G2/M期比例也有增加(P<0.05)。过表达NR2F2基因使MC3T3-E1细胞的Brdu掺入率增高,DNA的合成加速(P<0.01)。结论 NR2F2使S期细胞比例增加,促进小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的增殖速度。     

Dlx2基因过表达与前成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化过程中的细胞凋亡和周期调控*****◆

背景：Dlx2基因在颅神经嵴细胞迁徙进入第一鳃弓过程和颅颌面骨骼发育中起重要作用,但Dlx2基因对成骨细胞分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响尚未见报道。 目的：观察Dlx2基因过表达对前成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响。 方法：构建反转录病毒pMSCV-puro-Dlx2并转染矿化诱导液培养下的MC3T3-E1细胞,构建稳定过表达Dlx2基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2。RT-PCR和Western blot验证Dlx2基因过表达细胞系的建立。Annexin V/PI双染色后流式细胞分选检测细胞凋亡,PI/RNase双染色后流式细胞分选检测细胞周期变化。 结果与结论：实验成功构建稳定过表达Dlx2基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2。发现Dlx2基因过表达促进细胞凋亡(P < 0.05),同时阻滞细胞周期于G1/G0期(P < 0.05),减低细胞增殖性,促进细胞分化行使功能。 关键词：成骨细胞分化;Dlx2基因;稳定过表达;细胞凋亡;细胞周期 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.022     

Asxl1在炎性微环境中对成骨细胞增殖分化的作用

背景:研究表明Asxl1的缺失可导致骨质发育不全、骨质缺损类疾病的发生,但目前在根尖周炎环境下该因子与骨破坏之间的关系暂无相关报道。目的:探讨炎性微环境下Asxl1对成骨细胞增殖分化的影响。方法:实验选用脂多糖刺激MC3T3-E1细胞建立体外炎性微环境,通过CCK-8实验筛取脂多糖最佳质量浓度和最佳作用时间,然后用20 mg/L脂多糖刺激MC3T3-E1细胞24 h,免疫荧光检测Asxl1的蛋白表达水平,Real Time-PCR检测Asxl1 mRNA的表达水平。为进一步验证Asxl1基因在炎性微环境中影响成骨细胞的增殖与分化,脂多糖刺激形成炎性微环境后转染Asxl1-SiRNA 24 h,采用CCK-8检测细胞增殖活性,RealTime-PCR检测Asxl1及成骨相关基因ALP和RUNX2 mRNA的表达水平。结果与结论:①脂多糖刺激MC3T3-E1细胞后,Asxl1蛋白和mRNA表达水平呈降低趋势;②脂多糖刺激MC3T3-E1细胞后,转染Asxl1-SiRNA 24 h,细胞增殖活性下降趋势明显,Asxl1基因及成骨相关基因ALP和RUNX2 mRNA的表达水平明显降低;③结果提示,Asxl1可能通过参与炎性反应过程,影响成骨细胞的增殖与分化,进而参与骨破坏进程。     

纯钛表面微形态可影响成骨细胞生长及β1整合素表达

背景：目前微弧氧化和渐热处理是常见的两种钛种植体表面化学成分改性方法。 目的：观察纯钛表面微形态对成骨细胞生长的影响。 方法：将原代培养的小鼠成骨细胞与不同表面处理的钛片：纯钛组、微弧氧化组、碱热组、微弧氧化碱热处理组共同培养。 结果与结论：扫描电镜观察微弧氧化碱热处理组表面附着细胞呈扁平的多边形,且有更好的伸展,成骨细胞中β1整合素表达显著高于其他3组(P < 0.05)。提示微弧氧化碱热处理组更有利于成骨细胞的黏附和β1整合素的表达。     

Tmed2促进体外小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖

 摘要：目的 研究Tmed2基因对小鼠前成骨细胞增殖的影响。 方法 1.分别在小鼠MC3T3-E1细胞中过表达和抑制Tmed2,检测细胞增殖情况。2. 用雌激素处理细胞后,检测细胞的增殖及Tmed2基因的表达量。荧光实时定量PCR检测mRNA水平,MTS法检测细胞活力和增殖,流式细胞术检测细胞周期,Western blot法检测蛋白水平。结果 过表达Tmed2使MC3T3-E1细胞的增殖速度加快,细胞周期中S期细胞比例明显增加,且Cyclin A 的表达升高。而抑制Tmed2基因表达使MC3T3-E1细胞的增殖速度减慢。雌激素处理使细胞增殖速度加快的同时,Tmed2基因的表达显著增高。结论 Tmed2通过上调Cyclin A 的表达,使S期细胞比例增加,加快小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的增殖。此外,Tmed2的表达受雌激素的调控,可能参与雌激素促进MC3T3-E1细胞增殖的作用。     

新工艺制备纳米钛酸钙涂层及生物相容性评价

目的 :研究新型纳米钛酸钙(CaTiO_3)涂层钛合金材料的生物相容性。方法 :将钛板、羟基磷灰石涂层钛板和纳米CaTiO_3涂层钛板分为钛板组、涂层组、纳米组(各60例)。通过扫描电镜、X射线衍射对3组材料进行分析。将各组材料与成骨细胞(MC3T3-E1)共培养,通过免疫荧光染色、MTT法、碱性磷酸酶(ALP)含量测定评估材料表面细胞的存活、增殖及分化情况;通过电镜检测材料表面成骨细胞的钙化。结果 :涂层组、纳米组比钛板组有更高的活细胞数量、MTT值、ALP含量,有更好的细胞结构形态和钙化,而涂层组、纳米组无差异。结论 :该新型纳米CaTiO_3涂层材料有良好的生物相容性,为其将来临床植入体内提供了一定的实验依据。     

阳极氧化活化处理纯钛经皮种植体的体内外实验研究

为解决经皮器械在负重条件下的长期稳定和经皮密封问题，本文对比研究了阳极氧化表面以及光滑表面的纯钛种植体经皮植入动物体内的情况．并同时将人皮肤表皮细胞接种于这两种表面上进行培养，初步探讨了阳极氧化活化处理后的纯钛金属作为经皮植入体的可能性。结果表明：经皮部分钛金属的光滑表面与阳极氧化的微观粗糙表面对于术后炎性反应的影响无明显差异，阳极氧化活化表面不仅能与骨形成牢固结合，而且也可以与皮下组织紧密贴附。同时，在体内种植体表面形成的钙磷层可能也是形成经皮密封的原因之一，阳极氧化活化钛的微孔粗糙表面对表皮也有一定的锁合固定作用。因此阳极氧化的表面活化方法有可能成为有效的解决经皮生物密封的活化方法之一。     

纳米壳聚糖对MC3T3-E1成骨细胞生长的影响

背景：已有体内急性毒理实验证实,壳聚糖纳米微囊的半数致死量高于2 000 mg/kg,但其具体致病机制目前尚不明确。 目的：分析纳米壳聚糖作为骨替代材料对MC3T3-E1成骨细胞生长及大鼠肝、肾等器官生理功能的影响。 方法：将MC3T3-E1成骨细胞分别在含0(对照)、10 mg/L、100 mg/L、1 g/L、10 g/L纳米壳聚糖的DMEM培养液中培养,检测各组细胞A值。透射电镜观察10 g/L纳米壳聚糖溶液培养MC3T3-E1成骨细胞24 h后的细胞形态变化。采用PBS制备10 g/L纳米壳聚糖悬浮液,分别以166.67,16.67 mg/kg经腹腔注射至SD大鼠体内4周,每周3次,正常对照组注射等量生理盐水,血清生化指标分析大鼠肝、肾功能,病理切片观察组织形态学改变、炎症细胞浸润情况。 结果与结论：与对照组比较,10 mg/L、100 mg/L、1 g/L、10 g/L的纳米壳聚糖溶液均抑制MC3T3-E1细胞的生长(P < 0.05)。透射电镜见团聚的壳聚糖存在于MC3T3-E1细胞浆中,细胞表面的伪足形成,细胞膜呈波浪状起伏,细胞核变性、碎裂及固缩。与正常对照组比较,注射纳米壳聚糖悬浮液两组大鼠血尿素氮、Na+水平均有明显升高(P < 0.05),高剂量组K+水平明显降低(P < 0.01);肝脏、肾脏均出现组织细胞凋亡现象,高剂量组凋亡更加明显。表明纳米壳聚糖可导致细胞凋亡,超过一定剂量可造成肾功能受损,对机体生理功能造成影响。     

胶原/壳寡糖复合凝胶对前成骨细胞MC3T3-E1s分化行为的影响

本文利用壳寡糖(COS)的生物活性以及胶原(Col)的良好生物学性能,构建了不同聚合度的胶原/壳寡糖(Col/COSn)复合凝胶,以前成骨细胞MC3T3-E1s为例,从细胞的增殖以及相关成骨基因表达水平角度评价该复合凝胶对细胞的增殖以及分化效果的影响。结果表明,相对于纯Col凝胶,所有的Col/COSn复合凝胶对前成骨细胞MC3T3-E1s的增殖、分化及成骨相关基因的表达都有不同程度的促进效果,不同聚合度的COS复合凝胶间促进效果有明显差别,含有壳四糖(COS4)与壳六糖(COS6)的复合凝胶促进细胞增殖的效果优于其他组别,而含有壳五糖(COS5)的复合凝胶在促进细胞分化及成骨相关基因的表达上则明显优于其他寡糖。