负载IL-4及BMP-2的氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖凝胶对骨免疫和骨修复的早期影响研究

目的探讨负载 IL-4 和 BMP-2 的氧化石墨烯（graphene oxide，GO）-羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，CMC）凝胶诱导巨噬细胞 M2 型分化及对 BMSCs 成骨分化的影响。方法取 CMC、GO 制备混合溶液后，分别添加 PBS、IL-4、BMP-2 或 IL-4+BMP-2，在交联剂作用下制备单纯或负载不同因子的 GO-CMC 凝胶支架；取单纯 GO-CMC 凝胶表征观测，包括大体、扫描电镜及傅里叶变换红外吸收光谱仪（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）检测，以单纯 CMC 凝胶作为对照；取负载不同因子的 GO-CMC 凝胶行体外缓释实验。取 4～5 周龄 SPF 级 SD 雌性大鼠分离培养巨噬细胞，分别与单纯以及负载不同因子的 GO-CMC 凝胶培养，24 h 后行 CD206 免疫荧光检测巨噬细胞分化情况；取第 3 代大鼠 BMSCs 分别与单纯以及负载不同因子的 GO-CMC 凝胶成骨诱导培养，10 d 后行 ALP 染色观测早期成骨，21 d 行茜素红染色观测晚期成骨。结果大体观察 GO-CMC 凝胶呈棕色、半透明状；扫描电镜观察示，GO-CMC 凝胶孔径及孔壁厚度与单纯 CMC 凝胶相似，但内壁粗糙度增加；FTIR 检测显示 CMC 发生聚合形成凝胶。体外缓释实验示 3 种负载不同因子的 GO-CMC 凝胶缓释性能相似，均呈线性缓慢释放因子。CD206 免疫荧光检测示 GO-CMC 凝胶可诱导巨噬细胞 M2 型分化，ALP 及茜素红染色示 GO-CMC 凝胶可诱导 BMSCs 成骨分化；其中负载 IL-4+BMP-2 的 GO-CMC 凝胶作用最显著（P<0.05）。 结论负载 IL-4 和 BMP-2 的 GO-CMC 凝胶可诱导巨噬细胞 M2 型分化，增强 BMSCs 成骨分化能力，为后期骨缺损修复及骨免疫调节研究提供了新的策略。