羟基磷灰石陶瓷诱导成骨细胞的研究.docxVIP

2003年12月第40卷第6期四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (Natural ScienceEdition)Dec. 2003Vol.40No.6文章编号 :049026756 (2003)0621110204羟基磷灰石陶瓷诱导成骨细胞的研究王朝元1 ,2 ,段友容1 ,Boban Markovic3 , C. Rolfe Howlet t 4,Hala Zreiqat 4 , 张兴栋1 ,3(1.四川大学生物材料工程研究中心,成都610064;2.中国水产科学研究院长江水产研究所,湖北荆州434000;3.ChemicalSafetyandToxicologyLaboratories ,SchoolofSafetyScience,theUniversityofNewSouthWales , Sydney 2052 , Australia ;4. Bone Biomaterial Unit , Pathology Department , the University of New Sout hWales , Sydney 2052 ,Australia)摘要:通过定量检测在羟基磷灰石(HA)表面生长的成骨细胞骨涎蛋白和骨钙蛋白的表达,研 究了羟基磷灰石陶瓷对成骨细胞的影响.研究结果表明,随着成骨细胞培养时间的延长,在羟 基磷灰石表面生长的成骨细胞骨钙蛋白和骨涎蛋白的表达量相对于对照组有显著增加. 由于骨钙蛋白和骨涎蛋白是成骨细胞分化晚期高度表达的两种标志性蛋白质,因此其表达量的显著提高意味着羟基磷灰石陶瓷可以诱导成骨细胞的成熟. 这一结果可进一步为理解 HA 陶瓷的生物相容性和生物活性提供分子生物学依据.关键词:羟基磷灰石陶瓷;成骨细胞成熟;骨钙蛋白;骨涎蛋白中图分类号 : TQ174.7文献标识码 :A羟基磷灰石(HA)陶瓷是一种广泛应用于临床作为骨替换及矫形材料的生物陶瓷.在过去的数十年间, 世界各国生物材料专家已经对其进行了广泛深入的研究. 由于羟基磷灰石陶瓷是一种生物活性陶瓷,它具有 骨传导性,当其被植入骨内后,骨组织可以长入多孔HA的内部并与骨组织形成骨键合,有利于植入体在骨 内的固定.近年来,随着骨诱导性的发现,羟基磷灰石越来越引起研究者们的注意.研究生物陶瓷的焦点之一 就是阐明其生物相容性及生物活性的机理.好的骨替换材料应该是那些可以诱导正确的骨相关基因表达的材料. HA 因其生物相容性好,生物活性 高而被广泛地应用于临床.HA如何影响和调节细胞功能是HA生物陶瓷材料研究和开发过程中必须搞清楚的一个重点问题,它对于HA陶瓷研究的进一步发展及骨病理学的研究都具有十分重要的意义.因此,了 解HA陶瓷如何影响成骨细胞骨相关基因的表达,是有意义的.遗憾的是,迄今为止,我们所能得到的有关HA如何影响细胞内生物大分子合成和细胞分化的资料仍然十分有限.我们试验的主要目的就是考察成骨细胞SaOS22在HA陶瓷表面生长时分化晚期标志蛋白表达的变化.以求搞清 HA陶瓷对成骨细胞的影响.1材料和方法1.1HA陶瓷片的准备秤取3gHA粉料,压片.将压好的HA片风干后,于1200℃下烧结得到HA陶瓷片.HA陶瓷片直径为15.0mm.材料的组分通过X射线衍射法(XRD)分析.为尽量减小表面粗糙度,试样表面用砂纸磨平.并进一收稿日期 : 2003206202 ;修回日期 :2003207209基金项目:“973”项目基金(G1999064760)作者简介:王朝元(1964- )男,1999级博士研究生.3通信作者第6期王朝元等:羟基磷灰石陶瓷诱导成骨细胞的研究1111步用 EXA KT 抛光系统磨光. 由原子力显微镜测得羟基磷灰石陶瓷片表面粗糙度 Ra 为 ( 35 ±10 )nm(n=6).之后,材料片经过洗涤,烘干,灭菌后备用.1.2细胞培养实验所用细胞为成骨细胞样细胞系SaOS22(ATCCHTB85).在MEM培养基中加入0.4mmol/100mLL2谷氨酰氨,10%小牛血清,100U/ mL氨苄青霉素和1×10-7g/mL链霉素.用细胞消化液为0.1%trypsin2 EDTA磷酸盐溶液(PBS,pH7.4)收获细胞.将细胞悬液在室温下,1000r/min离心5min沉淀细胞.再用MEM培养基重悬沉淀细胞.1.3细胞固定采用文[1]介绍的方法固定收获后的成骨细胞.将从细胞培养瓶中消化所得的细胞接种在置于24孔板 中的HA陶瓷片上.未加HA片的孔作为对照.接种浓度为3×104cells/cm2,并将此培养板置于37℃下放置2h ,以便细胞黏附于基底材料上.每隔3～4d更换一次培养基.分别于接种后9,12和18d 收获细胞.将不同 的时间点从