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二氧化钛纳米管通过诱导骨髓间充质干细胞产生迁移体增强成骨分化的作用及机制研究
作者: 王皓辰
单位: 中国人民解放军空军军医大学第三附属医院

摘要

本研究旨在探究二氧化钛纳米管阵列(NTs)表面诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)产生迁移体(Migs)的能力,分析Migs内容物组成,并评估其在骨代谢过程中招募再生细胞和促进成骨的作用。


通过不同电压阳极氧化在纯钛表面制备出具有不同尺寸的纳米管。使用扫描电镜和超分辨显微镜观察BMSCs在NTs表面Migs的形成情况,并通过蛋白质组学等实验分析其内容物。采用Transwell等实验,体外验证Migs对BMSCs、和巨噬细胞(RAW264.7)的趋化与调控功能。构建负载Migs复合水凝胶的大鼠皮下植入模型,通过显微CT、组化荧光等染色评估其体内细胞招募及异位成骨能力。


5V电压下制备的NTs表面诱导Migs形成效果最佳,且与整合素α5的高表达相关。Migs中显著富集趋化因子CXCL12和CCL2。体外实验表明,Migs可通过CXCL12/CXCR4轴有效趋化BMSCs,通过CCL2/CCR2轴趋化RAW264.7;同时,其被吞噬后能直接促进BMSCs的成骨分化、和RAW264.7向M2抗炎表型极化。体内实验显示,负载Migs的支架能显著招募更多CD90+和CD31+细胞,并在植入2周和4周后明显促进新骨形成,新生骨组织中CD163、CD31和成骨标志物OSX表达上调。


NTs表面可通过上调ITGA5诱导BMSCs产生富含趋化因子的Migs。这些Migs兼具强大的细胞招募能力和直接促进成骨、血管生成及免疫调节的功能,为骨再生提供了一种新型的治疗性细胞外囊泡方法。


关键词: 二氧化钛纳米管;迁移体;骨髓间充质干细胞;成骨分化
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议