負載生物活性玻璃納米粒子的碳納米纖維促進成骨分化的分子機制研究.pdf

1、在骨再生過程中,支架材料必須能夠滿足為成骨相關的細胞提供促進增殖和成骨分化的要求?；谏锘钚圆Ａ?BG)和碳納米纖維(CNF)在促進成骨方面的優(yōu)良特性,本論文研究將溶膠-凝膠法制備BG,與聚丙烯腈(PAN)靜電紡絲相結合,再經過碳化制備得到負載BG納米粒子的CNF。通過控制溶膠-凝膠前驅體的投料比,在CNF中成功負載了三種不同化學組成(49s、68s和86s)的BG,即CNF/BG(49s)、CNF/BG(68s)和CNF/BG(86

2、s),用于研究促進骨髓間充質干細胞(BMSCs)成骨分化的分子機制研究。
　　首先,本論文考察了硅、鈣、磷等離子從上述材料中的釋放行為,并采用Transwell培養(yǎng)小室,使BMSCs不直接與材料相接觸,研究了CNF/BG復合材料中溶出的離子水平差異,對BMSCs增殖、成骨分化的影響。通過實時定量PCR(RT-PCR)法和酶聯免疫法(ELISA),檢測不同培養(yǎng)時間點的成骨分化相關的基因指標(Runx2、BMP、OPN、OCN、ALP

3、、Col-I)和蛋白指標(ALP、Col-I和鈣沉積)的表達水平。研究表明,不同材料的離子溶出水平雖然不一致,但它們對BMSCs增殖的影響并不明顯;而對于成骨分化來說,硅離子溶出水平最高的CNF/BG(68s),表現出最強的促進成骨分化的能力。
　　其次,本論文研究將BMSCs直接接種到三種CNF/BG上,通過實時定量PCR法和酶聯免疫法(ELISA),檢測不同培養(yǎng)時間點的成骨分化相關的基因指標(Runx2、BMP、OPN、OCN

4、、ALP、Col-I)和蛋白指標(ALP、Col-I和鈣沉積)的表達水平。研究表明,材料組分的差異,可同時明顯地影響B(tài)MSCs的增殖和成骨分化,其中,在CNF/BG(68s)上,這種促進作用表現得最為明顯。比較BMSCs在相同材料上、兩種培養(yǎng)方式下的增殖和分化結果,發(fā)現接觸培養(yǎng)可以大幅度促進細胞的增殖和分化,這顯然得益于材料的纖維形貌和細胞的接觸效應。
　　第三,通過添加BMP抑制分子Noggin的細胞培養(yǎng),探討了CNF/BG促進