明胶-羟基磷灰石-磷酸三钙支架对hDPSCs的成骨刺激作用

目的:探讨明胶-羟基磷灰石-磷酸三钙支架(明胶-HA-TCP支架)对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)的成骨刺激作用。方法:通过溶剂浇铸/粒子沥滤法制备明胶支架及明胶-HA-TCP支架,利用场发射扫描电镜观察支架微观特征,立式电子万能试验机检测支架应力强度(stress intensity,SS)及弹性模量(E),制备成骨培养基,根据介质分为对照组(单纯成骨培养基)、实验1组(明胶支架提取物+成骨培养基)和实验2组(明胶-HA-TCP支架+成骨培养基),采用CCK8法评估支架对hDPSCs增殖的影响,测定碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性并进行ALP染色,通过茜素红染色和反转录-聚合酶链反(RT-PCR)应检测hDPSCs中成骨因子的表达。采用SPSS 20.0软件包对数据进行统计学分析。结果:与明胶支架相比,明胶-HA-TCP支架SS显著提高,E显著降低(P<0.05);CD146和CD105在hDPSCs呈阳性表达,CD34和CD45在hDPSCs呈阴性表达;实验1组3、5和7 d细胞数量显著多于对照组,实验2组1、3、5和7 d细胞数量显著多于对照组(P<0.05);实验2组4、7和12 d ALP活性显著大于对照组及实验1组(P<0.05);与对照组相比,实验1组有少量红色视野,钙化沉淀量较少且分布不均匀,实验2组大部分视野呈红色,钙化沉淀量较多且分布均匀;实验1组与实验2组第4天Runt相关转录因子2(runt related transcription factor 2,Runx2)mRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05);实验2组第7天成骨相关转录因子(osterix,OSX)mRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05);实验2组第4天骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)mRNA表达水平显著高于对照组和实验1组(P<0.05)。结论:明胶-HA-TCP支架的微观表征与天然骨结构相似,具有良好的抗压性,不易变形,对hDPSCs增殖和分化具有促进作用,并具有显著的骨诱导性,可作为骨组织工程新型复合材料。