血管内皮细胞对骨髓基质细胞促成骨作用的研究

在骨组织工程研究中 ,因营养血管长入材料非常缓慢而影响材料深部的成骨作用一直是困扰科研人员的难题之一。骨髓基质细胞能分泌血管内皮生长因子 (VEGF) ,内皮细胞可以产生骨形态发生蛋白 (BMP) ,因此我们设想将骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植在生物材料上构建组织工程化骨 ,则可能在促进成骨的同时 ,又促进局部血管生成 ,满足成骨过程的营养需要。在本实验中我们比较了内皮细胞培养液作用下的骨髓基质细胞、经诱导的骨髓基质细胞和未处理的骨髓基质细胞之间碱性磷酸酶 (AL P)活性和骨钙素 (OCN)分泌量的差别 ,结果表明内皮细胞培养液作用下的骨髓基质细胞和经诱导的骨髓基质细胞之间碱性磷酸酶活性和骨钙素分泌量无统计学差异 ,但均明显高于未处理的骨髓基质细胞 (P<0 .0 1) ,说明内皮细胞培养液中的分泌因子对骨髓基质细胞具有促成骨作用 ,可以达到和成骨诱导液相同的效果。

中药调节TGF-β表达促成骨作用治疗骨质疏松症研究进展

为进一步从分子水平研究中药治疗骨质疏松症的机制,将传统中医药与现代医学相结合,通过查阅相关文献,将对中药调节TGF-β表达治疗骨质疏松症的研究进行综述,为骨质疏松症的发病机制及靶向治疗提供参考,为中药治疗骨质疏松症提供科学依据及治疗思路,推动中医药事业的发展。

氧化铈纳米颗粒促成骨分化及其对相关致病菌抗菌作用的研究进展

还原态氧化铈(CeO_(2))(Ce^(4+))/氧化态Ce_(2)O_(3)(Ce^(3+))氧化还原循环使氧化铈纳米颗粒(CeO_(2)-NPs)具有超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等多种酶活性。CeO_(2)-NPs可通过酶活性清除自由基,发挥抗氧化的作用,激活转化生长因子β(TGF-β)/骨形态发生蛋白(BMP)信号通路。通过调控CeO_(2)-NPs表面Ce价态的比值,清除活性氧(ROS),创建成骨微环境。触发细胞内过量ROS产生诱导氧化应激,导致膜损伤进而抵抗病原菌,发挥抗菌作用。现结合国内外研究最新成果,对CeO_(2)-NPs在成骨细胞分化和相关致病菌抗菌中的作用及其可能机制进行综述,旨在为CeO_(2)-NPs促成骨和抗菌作用研究提供新思路。

猪小肠黏膜下层海绵的制备及促成骨作用

目的:制备并通过体外实验评价一种新型猪小肠黏膜下层(small intestinal submucosa,SIS)海绵的基本性能,建立动物模型评价其体内促成骨能力。方法:采用冷冻干燥法制备SIS海绵,通过环境扫描电镜观察微观结构和孔径大小,比重法检测孔隙率和吸水率,万能力学试验机测试其机械性能,细胞增殖-毒性检测评估其生物相容性。通过建立比格犬动物模型评价其体内促成骨作用,将3只比格犬前磨牙拔牙窝共计18个位点随机分为3组,放置SIS海绵作为SIS海绵组、放置Bio-Oss骨粉并覆盖Bio-Gide膜作为阳性对照组,不做处理作为空白对照组,术后分别于4周和12周取材行微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT)检测,采用单因素方差分析法对数据进行统计学分析,以评估SIS海绵的促成骨效果。结果:SIS海绵的平均孔径为(194.90±30.39)μm,孔隙率为92.31%±0.24%,吸水率为771.50%±40.90%,压缩弹性模量为(2.20±0.19)kPa。细胞增殖-毒性检测结果显示SIS海绵不会影响人骨髓间充质干细胞的早期增殖,Micro-CT结果显示术后4周时SIS海绵组骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV,52.81%±3.21%)和阳性对照组(58.30%±9.36%)显著高于空白对照组(38.65%±4.80%,P<0.05),SIS海绵组骨密度[bone mineralized density,BMD,(887.09±61.02)mg/cm^3]、阳性对照组[(952.05±132.78)mg/cm^3]和空白对照组[(879.29±74.27)mg/cm^3]差异无统计学意义(P>0.05);术后12周时SIS海绵组BV/TV(47.89%±3.59%)显著低于阳性对照组(60.57%±6.56%,P<0.05),与空白对照组(42.99%±2.54%)差异无统计学(P>0.05),SIS海绵组BMD[(1047±89.95)mg/cm^3]和阳性对照组[(1101.37±98.85)mg/cm^3]显著高于空白对照组[(890.36±79.79)mg/cm^3,P<0.05]。结论:SIS海绵具有良好的理化性能和生物相容性,在犬拔牙窝成骨早期(4周)能提高新生BV/TV,在犬拔牙窝成骨后期(12周)可提高新生BMD,具有潜在促成骨应用前景。

成骨药物对骨质疏松疾病促成骨代谢治疗的研究进展

骨质疏松是一种老年慢性疾病。当前国内临床治疗使用较多的是抗骨吸收药物(双膦酸盐、雌激素受体调节剂、降钙素等)。但随着甲状旁腺素(parathyroid hormone, PTH)为代表的成骨药物的出现,为临床治疗骨质疏松带来新的选择,但国内成骨药物的使用报道还并不多。在国际的骨质疏松疾病的治疗中,目前已经开发了一些新的靶点治疗药物来丰富治疗手段。目前可用的骨合成代谢疗法的成骨药物主要是甲状旁腺激素和甲状旁腺激素合成类似物(PTHrP)如特立帕肽(teriparatide)和阿巴拉帕肽(abaloparatide)。有研究证明每日给药剂量为20和80微克的实验组,与只有连续的PTH分泌的空白组相比,实验组的成骨增加,并且椎体和非椎体骨折的风险降低。在增加骨密度、改善骨结构和降低骨折风险方面,特立帕肽(Teriparatide)比双膦酸盐(阿仑膦酸盐(Alendronate),利索膦酸钠(Risedronate)更有效。与特立帕肽(Teriparatide)相比,阿巴拉帕肽(Abaloparatide)骨密度的增加作用更加显著,对骨质疏松性的骨折(上臂、手腕、髋部或临床脊柱)具有很显著的效果,并有较低的高钙血症风险。罗莫索珠单抗(Romosozumab)是一种硬化蛋白抑制剂,既能诱导骨形成,又能抑制骨吸收,它能减少椎体,非椎体和髋部骨折的风险。

基于生物信息学筛选银杏叶中的促成骨活性成分

目的通过生物信息学的方法筛选银杏叶中具有促成骨作用的有效成分。方法利用TCMSP平台筛选银杏叶中的有效成分,通过文献查找MAPK和BMP等相关通路上的蛋白,利用Autodock Vina对受体与蛋白进行分子对接,并将对接结果中对接分数排名前20的化合物进行吸收、分布、代谢和排泄和毒性的预测。通过细胞增殖和RT-PCR实验验证胡萝卜苷的促成骨增殖和促进TAK1、AKT1 mRNA表达的效果。结果胡萝卜苷相对于其他化合物,具有较低的肝毒性、较低的突变性以及促进成骨细胞增殖和促进TAK1、AKT1 mRNA的表达等性质。结论银杏叶中胡萝卜苷是一种较好的促成骨活性成分,可为中药银杏叶在骨疾病方面提供思路。

基于虚拟筛选的丹参促成骨化合物筛选及活性验证

目的:借助虚拟筛选技术对丹参促成骨化合物进行筛选并通过体外实验对其活性进行验证。方法:TCMSP数据库查询丹参的活性成分;通过Autodock vina进行分子对接,CCK-8实验考察对细胞的增殖作用,碱性磷酸酶(ALP)活性实验、DAPI-鬼笔环肽双染以及茜素红染色观察促成骨作用。结果:根据分子对接及文献检索最终筛选得到丹参素、丹酚酸B、丹参酮ⅡA和隐丹参酮4种活性成分。CCK-8实验结果显示,丹酚酸B能够促进MC3T3-E1小鼠前成骨细胞的增殖。ALP活性实验发现,丹参素和丹酚酸B能显著增加MC3T3-E1细胞的ALP活性。DAPI-鬼笔环肽双染及茜素红染色实验进一步证明了丹酚酸B对MC3T3-E1细胞具有一定的促成骨作用。结论:通过分子对接技术筛选出来的丹酚酸B在经过活性验证后,证明其具有一定的促成骨作用。

破骨细胞的促成骨作用

正常机体中骨的重建是一个动态平衡过程。破骨细胞吸收老化及破坏的骨组织，同时成骨细胞形成新骨填充骨吸收所致的凹陷，从而保持骨量、强度及结构完整性。若这一平衡被打破，即可出现骨的代谢异常，甚至一系列的病理改变，如骨质疏松和骨质硬化心。

载淫羊藿苷胞外囊泡促成骨作用的体外研究

目的:细胞外囊泡(EVs)可修饰性强,可携带多种生物活性因子,无免疫原性,分析其在干细胞膜载体研究中的潜力。方法:通过超声法制备一种载淫羊藿苷胞外囊泡纳米复合物,旨在检测其是否能有效地诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化。选取载药量最高的ICA-EVs复合物,以游离ICA为对照,检测其对BMSCs细胞矿化及成骨分化相关基因ALP,β-catenin,Runx2表达的影响。结果:ICA-EVs在14d时矿化作用显著,碱性磷酸酶活性增加,差异有统计学意义(P<0.01),β-catenin,Runx2蛋白表达增高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:ICA-EVs能够促进BMSCs的矿化和成骨分化,有望取代直接干细胞移植用于骨缺损修复和再生。

促骨髓基质干细胞成骨分化因子研究现状

骨髓基质干细胞（BMSCS）是具有多项分化潜能的干细胞，体外诱导培养表达成骨、神经分化等细胞表型是现代研究热点及难点。现代医学对其促分化及影响因子进行了积极的科研探索。现代基础研究多应用骨髓基质干细胞经典成骨诱导基本辅剂（地塞米松、β—黼磷酸钠和维生素C）培养促进BMSCS成骨分化。在基础研究时常把碱性磷酸酶活性、骨桥蛋白、骨钙蛋白和I型胶原等作为评判促成骨分化效果的重要量化指标。现将近年来研究较多的促成骨分化细胞因子综述如下。

负载骨形态发生蛋白2微球的可注射水凝胶的抑菌和成骨性能评价

目的·构建一种负载骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)微球的新型抗菌和可注射水凝胶,检测其生物相容性、抗菌和促成骨性能。方法·通过微流控技术制备负载BMP-2的光交联明胶微球,将微球与巯基化的聚乙二醇[4-arm thiolterminated poly(ethylene glycol),4SH-PEG]混合,用Ag+交联4SH-PEG,制备含有微球的可注射4SH-PEG复合水凝胶(BMP/Gel/SH-Ag)。光学显微镜和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察微球和水凝胶的微观形态;在100转/min、37℃的摇床中进行药物释放实验;使用针头直径为0.5 mm的注射器注射BMP/Gel/SH-Ag,评价其可注射性;通过琼脂扩散实验评价BMP/Gel/SH-Ag对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和大肠埃希菌(Escherichia coli,E.coli)的抗菌性能;通过CCK-8实验考察BMP/Gel/SH-Ag的生物相容性;通过骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色和钙结节染色评价其促成骨活性。结果·明胶微球外表光滑,粒径分布均匀(~350μm);BMP/Gel/SH-Ag呈现孔洞状的微观结构;在摇床中温育8 d,BMP/Gel/SH-Ag中的BMP-2累积释放量为(81.8±3.6)%;BMP/Gel/SH-Ag可以用直径小至0.5 mm的注射器针头来注射,以产生水凝胶细丝;BMP/Gel/SH-Ag对S.aureus和E.coli有抑制作用;CCK8结果表明,BMP/Gel/SH-Ag具有良好的生物相容性;BMP/Gel/SH-Ag可提高BMSCs的ALP的表达和钙结节的含量。结论·该BMP/Gel/SH-Ag水凝胶在促进成骨和抗感染方面有良好的表现。

载促进成骨中药活性化合物的研究进展

金属钛表面具有较好的生物性能,其植入体在骨组织中具有一定的促成骨作用。然而在植入体被整合到骨组织的过程中,骨感染、骨缺损、骨质疏松等相关的疾病也相继出现。中药作为预防、治疗和诊断疾病的物质,将其活性化合物应用于钛植入体中发挥促成骨作用是一种很有效的方法。因此构建中药活性化合物载体,研究其加载方式,实现中药与钛植入体表面结合具有非常重要的意义。该文从中药活性化合物的促成骨作用,钛植入体表面载药的载体,药物结合的方式,以及中药活性化合物在钛植入体表面的应用等几个方面进行综述。希望能够将中药活性化合物更好地应用于钛植入体表面,为局部发挥促成骨作用提供新的研究思路。

镁离子作为生物活性离子在骨植入材料中的应用

生物材料应用于骨组织的修复是目前一个非常热门的研究领域。通过在生物材料中引入促进骨修复的因子(金属离子、药物、生长因子等)来增强生物材料促进骨修复与再生的性能具有非常好的发展前景。大量的研究证实了镁离子可以参加体内许多的生物化学反应,特别是对成骨细胞的增殖以及分化能力具有较为良好的促进作用。镁金属作为骨植入材料,在体内环境中降解可以释放镁离子,从而促进受损骨组织的修复。但是过快的降解速率一直是限制镁金属作为骨植入材料在临床上广泛应用的主要问题,目前尚无理想的技术方案使镁金属的降解在整个骨组织修复周期中保持适宜的降解速率。为了发挥镁离子作为生物活性因子在骨组织修复与再生过程中的作用,近年来越来越多的研究者开始聚焦于如何将镁离子引入传统骨植入材料中,借助镁离子赋予材料促成骨方面的生物活性,例如有的是表面涂层里引入镁离子,有的是在材料基体里面引入镁离子(合金化、化学掺杂、物理混合等),有的是通过搭载在水凝胶里面引入镁离子,有的是把较小的镁金属植入体(如镁钉)作为整个植入系统的一部分等,大量的体内外试验验证了镁的引入对提高骨植入材料的促成骨方面生物活性作用显著。本文首次从镁离子作为促成骨生物活性离子的角度,对通过不同方式把镁离子引入至骨植入材料实现其生物功能化的相关研究进行较为全面的综述,重点关注镁离子的不同引入方式以及促进受损骨组织修复的效果。

可降解镁基金属骨缺损修复材料的研究探索

由于各种原因所造成的骨缺损的修复是临床上一项具有挑战的难题,理想的骨修复材料应同时具备良好的生物相容性、骨传导、骨诱导以及成骨功能。自体骨虽然被视为骨修复材料的"金标准",却存在取骨量有限和取骨区并发症等问题,而人工合成骨修复材料则还不具备骨诱导能力以及成骨性能,因此临床常用的骨移植材料以及骨移植替代材料都存在各自的应用局限。可降解镁基金属(纯Mg和镁合金)由于具有生物可降解、良好的生物相容性以及与骨组织接近的弹性模量和密度等特性受到人们的广泛关注。本文较系统地综述了镁基金属在骨填充应用研究中的生物学行为,包括良好的促成骨、骨传导能力,潜在的骨诱导作用,以及抗菌、抗肿瘤等独特的生物功能,虽然其在临床应用上仍需要继续研究探索,但不可否认其在骨缺损修复方面具有巨大的优势和潜力,有望成为新一代骨缺损修复替代材料。

一种新型镁基涂层抗菌根管锉在口腔医疗中的应用

当前,由于镁合金具有密度小、相对比强度、比刚度高等特点,其已广泛应用于生物医疗、汽车制造、航空航天等领域。为解决现有口腔疾病治疗二次感染、二次手术等风险问题,本论文一种新型镁基涂层抗菌根管锉及涂层的制备方法,该项研究将镁基金属涂层均匀制备并均匀涂覆在根管锉或其他医疗棒材表面,再将棒材基体通过各类物理和化学方法祛除,例如融化法、熔化法等等,以得到镁基合金微管材,用于临床牙齿治疗,通过涂层金属选择匹配,选择合适的合金涂层从而实现合金材料可降解,降低牙齿治疗二次感染的可能性,并利用镁金属与人体的良好生物相容性,促进可降解的镁金属等有益金属元素被人体吸收,以其降解产生的碱性环境促进人体细胞的增殖,从而起到抗菌、修复血管、神经、促进牙槽骨生长的作用。