TiO2顆粒對(duì)成骨細(xì)胞和骨組織影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:二氧化鈦(TiO2)納米材料在骨缺損修復(fù)材料及種植體領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用潛力,TiO2納米材料在體內(nèi)能夠釋放出TiO2納米顆粒,而TiO2納米顆粒骨組織安全性的相關(guān)研究報(bào)道較少,尤其缺乏對(duì)不同粒徑納米顆粒生物效應(yīng)差異的研究。本研究結(jié)果有助于認(rèn)識(shí)納米顆粒對(duì)成骨細(xì)胞及骨組織所造成的影響,探索TiO2納米顆粒的粒徑、濃度對(duì)其生物效應(yīng)的影響,為納米級(jí)骨材料的研究及TiO2納米顆粒的安全性評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　方法:(1)體外TiO2

2、顆粒與小鼠成骨細(xì)胞MC3T3聯(lián)合培養(yǎng),采用透射電鏡、MTT、凋亡試劑盒、實(shí)時(shí)定量PCR等經(jīng)典指標(biāo),觀察TiO2顆粒濃度和粒徑對(duì)成骨細(xì)胞增殖、凋亡及炎癥效應(yīng)的影響。(2)體外將TiO2顆粒與MC3T3細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間聯(lián)合培養(yǎng),采用堿性磷酸酶活性、鈣沉積量及實(shí)時(shí)定量PCR等方法,觀察TiO2顆粒對(duì)成骨細(xì)胞成骨功能及細(xì)胞顯型的影響。(3)制作顆粒誘導(dǎo)小鼠顱骨溶解模型,同體積TiO2顆粒懸液置于小鼠頭顱骨上,采用Micro-CT、HE染色法,觀察Ti

3、O2顆粒對(duì)骨組織的毒性。
　　結(jié)果:(1)TiO2顆粒能夠抑制MC3T3細(xì)胞活性,隨顆粒粒徑減小、濃度升高及作用時(shí)間增加抑制作用增強(qiáng)。濃度達(dá)到100μg/ml后,顆粒能引起細(xì)胞線粒體損傷及凋亡,且小粒徑TiO2納米顆粒對(duì)細(xì)胞損傷最明顯。TiO2納米顆粒能明顯提高M(jìn)C3T3細(xì)胞GM-esf,G-cs咽子的表達(dá),小粒徑納米顆粒顯著升高細(xì)胞GM-cs咽子的表達(dá)。(2)TiO2納米顆粒組MC3T3細(xì)胞鋪展較微米顆粒組好,且TiO2顆粒能誘

4、導(dǎo)細(xì)胞骨架出現(xiàn)與細(xì)胞凋亡相關(guān)改變。TiO2顆粒可抑制成骨細(xì)胞礦化,隨顆粒粒徑減小、顆粒濃度升高抑制作用增強(qiáng)。TiO2顆粒作用于細(xì)胞后,細(xì)胞Runx2、OSX、RANKL、M-cs趿OPN的表達(dá)明顯升高,細(xì)胞ALP及OCN的表達(dá)卻沒(méi)有相應(yīng)升高,且100μg/ml的TiO2顆粒能明顯抑制細(xì)胞ALP及OCN的表達(dá)。(3)TiO2納米顆粒能夠?qū)е鹿墙M織炎癥及骨溶解,而TiO2微米顆粒骨組織炎癥反應(yīng)及骨溶解不明顯。
　　結(jié)論:
　　(