磷酸钙骨水泥/印第安刺猬蛋白/聚乳酸羟基共聚物微球复合物制备及体外释放性能初步研究

目的:观察不同浓度印第安刺猬蛋白(Ihh)对小鼠骨髓来源单核巨噬细胞(BMDMs)增殖分化的影响,筛选最适浓度用于后续实验,并初步探索磷酸钙骨水泥/印第安刺猬蛋白/聚乳酸羟基共聚物(CPC/Ihh/PLGA)微球复合物的制备工艺及体外释放情况。方法:选择6~8周龄SPF级C57BL/6J雄性小鼠10只,处死后分离骨髓,纯化BMDMs并进行培养。根据培养基不同分为空白对照组、100 ng/ml Ihh组、200 ng/ml Ihh组、300 ng/ml Ihh组、400 ng/ml Ihh组和500 ng/ml Ihh组。利用CCK-8法检测不同浓度Ihh对小鼠BMDMs增殖速率的影响。采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法评估不同浓度Ihh促小鼠BMDMs破骨向分化能力。采用荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测不同浓度Ihh对小鼠BMDMs破骨向分化相关基因mRNA表达的影响。应用复乳溶剂挥发法制备Ihh/PLGA微球。利用扫描电子显微镜观察微球形态并计算其粒径大小。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测微球中Ihh包封率。最后制备CPC/Ihh/PLGA微球复合物并对其体外释放特性进行研究。结果:与空白对照组比较,不同浓度Ihh组在细胞接种后第1、3、5天时对小鼠BMDMs均有促进增殖的作用(均P<0.05),但不同浓度组比较差异无统计学意义(均P>0.05)。随着Ihh浓度的升高,破骨细胞生成数目、破骨向分化相关基因[抗酒石酸酸性磷酸酶5(Acp5)、组织蛋白酶K(Ctsk)和核因子κB受体活化因子(RANK)]mRNA表达表现为先升高再降低的趋势,且300 ng/ml Ihh组破骨细胞生成数目及破骨向分化相关基因mRNA相对表达量高于其他浓度组(均P<0.05)。制备负载最适Ihh浓度的PLGA微球后,该微球粒径为(54.02±8.63)μm,微球中Ihh包封率为65.41%。制备CPC/Ihh/PLGA微球复合物后,其体外累积释放量为78.04%。结论:Ihh能够促进小鼠BMDMs增殖及破骨向分化,最适浓度为300 ng/ml,将其负载于PLGA后成功制备CPC/Ihh/PLGA微球复合物,且该复合物在体外具有缓释作用。

3D打印技术在牙周组织工程中的应用

背景:3D打印是牙科领域的一项新兴技术。它使用一种分层制造技术来创建可用于牙周组织工程应用的支架。通过3D打印的组织支架能够创建具有可控的特性,如内部结构、孔隙度和互联性,这使得它成为一种非常理想的牙周组织工程策略。目的:综述3D打印支架在牙周再生过程中的应用进展。方法:以“3D printing,periodontal tissue engineering,additive manufacturing,regenerative medicine,bioengineering,scaffold,bioprinting,periodontitis;3D打印,增材制造,牙周组织工程,支架,生物墨水,生物打印,组织工程学”为检索词,运用计算机检索PubMed、CNKI数据库中2000-2023年发表的相关文献。结果与结论:随着过去几十年3D打印技术的突飞猛进,它在组织工程和生物医学领域中都取得了巨大的突破和进展。3D打印技术能够提供高度个性化的治疗方案,提高治疗支架的适配性与治疗效果,在牙周组织工程中具有广阔的应用前景。在牙周组织工程领域中,3D打印的应用可以更好地模拟生物组织复杂的结构,并且能够制造出具有合适力学、流变学等特性的生物支架材料。3D打印技术通过组织工程支架的逐层构建不仅可以为牙周疾病治疗创建精确而复杂的支架模型,并且能在支架中创建复杂的微结构和通道,以促进细胞生长和组织再生。

磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸降解产物促进小鼠单核细胞破骨向分化

背景:前期研究发现磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸复合材料可加速骨改建过程,其降解产物对单核细胞破骨向分化的影响有待进一步研究。目的:观察磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸降解产物对小鼠RAW264.7单核细胞破骨向分化的影响。方法:实验分为空白对照组、羟基乙酸组、磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组,按照实验分组,将配制好的溶液和50μg/L核因子κB受体活化因子配体添加到完全培养基中制备成不同条件的培养基,培养小鼠RAW264.7细胞5 d,诱导其分化。应用CCK-8法分析各组培养液对细胞增殖作用的影响;RT-PCR和Western blot检测小鼠RAW264.7细胞破骨向分化相关因子活化T细胞核因子c1、基质金属蛋白酶9、核因子κB受体活化因子、抗酒石酸酸性磷酸酶基因和蛋白表达水平的变化;使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色法鉴定破骨样细胞。结果与结论:①CCK-8结果显示,细胞在前72 h处于快速生长期,96 h后开始下降;②RT-PCR、Western blot结果显示磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组的活化T细胞核因子c1、核因子κB受体活化因子、抗酒石酸酸性磷酸酶mRNA的表达水平及活化T细胞核因子c1、核因子κB受体活化因子的蛋白表达水平显著高于羟基乙酸组、对照组(P<0.05);③羟基乙酸组和磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组基质金属蛋白酶9mRNA和蛋白的表达水平差异无显著性意义,但高于对照组(P<0.01);④抗酒石酸酸性磷酸酶染色可见磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组破骨样细胞数高于对照组和羟基乙酸组,差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果表明磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组降解产物形成的微环境可促进小鼠RAW264.7细胞破骨向分化。

小鼠单核细胞破骨向分化与乳酸浓度的关系

背景:前期研究发现聚乳酸复合材料可以加快骨改建速率,其作用机制有待进一步研究。目的:观察不同乳酸浓度对小鼠单核细胞破骨向分化的影响。方法:分别用含0,5,10,20 mmol/L乳酸的DMEM完全培养基,在50μg/L RANKL的诱导下培养小鼠RAW264.7细胞5 d,0 mmol/L乳酸组即为对照组。CCK-8法分析乳酸浓度对细胞增殖率的影响;使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色试剂盒对抗酒石酸酸性磷酸酶阳性多核细胞进行染色和计数;RT-PCR检测酸性磷酸酶5、活化T细胞核因子c1、RANK的基因表达;Western Blot检测组织蛋白酶K、活化T细胞核因子c1的蛋白表达。结果与结论:①5 mmol/L乳酸浓度条件下,小鼠RAW264.7细胞的增殖率最高,20 mmol/L乳酸浓度条件下的细胞增殖率最低;与对照组相比,10 mmol/L乳酸浓度对小鼠RAW264.7细胞增殖率无显著性意义;②在10mmol/L乳酸浓度条件下,抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性率最高,酸性磷酸酶5、活化T细胞核因子c1、RANK的m RNA表达量最高;③随着乳酸浓度的升高,组织蛋白酶K蛋白表达水平呈递增趋势,而活化T细胞核因子c1的蛋白表达水平呈递减趋势;④提示在目前实验条件下,随着乳酸浓度的升高,乳酸促小鼠RAW264.7细胞破骨向分化的能力先升高后降低,10 mmol/L乳酸为促小鼠RAW264.7细胞破骨向分化的最适浓度。乳酸可以绕过核因子κB信号通路中活化T细胞核因子c1位点影响小鼠RAW264.7细胞破骨向分化。