不同直径的钛颗粒负荷对成骨细胞分化和矿化能力的影响

植入假体磨损碎屑颗粒所引起的无菌性松动是假体周围骨形成与骨吸收过程失衡的结果 ,成骨细胞所参与的骨形成代谢受阻在这一病理生理过程中起着重要作用 ,而且不同大小的磨屑颗粒对骨形成影响的机制应该有所不同。为了探讨磨屑颗粒对成骨细胞骨形成能力的影响机制 ,本研究分析了 3种不同直径的钛颗粒负荷对成骨细胞分化成熟和矿化能力的影响。结果显示 ,未经钛颗粒负荷的成骨细胞表现出良好的分化和矿化能力 ;Φ6 .9μm钛颗粒负荷对成骨细胞分化和矿化能力的抑制作用并不显著 ,而 Φ2 .7μm和 Φ0 .9μm钛颗粒负荷 ,尤其是Φ 0 .9μm的抑制作用非常明显 ,且具有一定的时间依赖性。透射电镜观察显示 ,颗粒负荷后成骨细胞的骨形成功能异常与其超微结构改变有关。结合我们以前的工作 ,提示磨屑颗粒直径对骨形成的影响在无菌性松动中发挥至关重要的作用 ,亚微米级颗粒与骨形成受抑有明显的相关性 ,而大直径颗粒可促进骨吸收 ,有关不同颗粒直径对骨形成影响本质的更深入研究必将促进无菌性松动机制的早日阐明。

钛颗粒负荷对切应力作用下骨髓间质干细胞F-actin表达和DNA含量的影响

假体磨损碎屑颗粒是引起假体 -骨界面无菌性炎症和骨溶解而致全关节置换术失败的主要原因之一。磨屑颗粒所诱发的骨溶解须有周围骨组织中成骨细胞分泌足够的骨基质以弥补丢失的骨量 ,而成骨细胞正常的数量和质量有赖于其来源骨髓祖细胞 -骨髓间质干细胞的正常增殖分化能力的维持。为了探讨磨屑钛颗粒对大鼠骨髓间质干细胞 (Rat MSCs,r MSCs)产生细胞毒性的可能细胞分子机制 ,选用健康 3月龄 SD雄性大鼠 ,采用 Percoll等密度梯度离心法分离获取 r MSCs,经体外传代纯化培养后 ,与不同直径、不同负荷浓度、不同负荷作用时间的钛颗粒悬液共孵育 ,再采用精准的流室系统对钛颗粒负荷的 r MSCs施加一定的流体剪切应力 (Fluid shear stress,FSS)后立刻固定细胞 ,经免疫荧光抗体染色 ,结合激光共聚焦显微镜技术和图像分析软件定性定量分析 r MSCs F-actin表达和 DNA含量的变化情况。同时设置相应的未经钛颗粒孵育的 r MSCs细胞为对照组细胞。结果显示 ,切应力作用可上调 r MSCs胞内 F- actin的表达。亚微 (Subm icron)直径 (0 .9μm)的钛颗粒负荷对 r MSCs F- actin表达和 DNA含量的抑制作用最为显著 ,并伴有凋亡小体出现 ;直径为 2 .7μm的钛颗粒负荷产生的抑制作用略为减弱 ,而较大直径 (6 .9μm)的抑制效应最?