研究背景 假体周围骨溶解和无菌性松动是人工关节置换术后最为常见的一种并发症。在正常磨损条件下产生的磨损碎屑颗粒被认为是造成假体无菌性松动的主要原因。大多数假体头部是由金属材料(主要成分是钛)做成,而金属磨屑(钛颗粒)在人工关节松动中起着重要作用。新近假体翻修术的回顾性研究发现,局部的大量磨屑颗粒通过骨与假体界面膜所提供进入假体周围间隙,被局部细胞吞噬后能激发细胞释放细胞间介质因子及产生组织细胞代谢副产物,继而募集和激活局部破骨细胞,促进假体周围骨吸收,造成骨质丢失。而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要靠其来源骨髓祖细胞—骨髓间充质干细胞的正常增殖分化能力来维持。那么骨髓间充质干细胞(Marrow msenchymal stem cells,MSCs)在假体周围骨溶解过程中起什么作用? 另外,值得我们关注的是,正常骨转换涉及到骨形成和骨吸收之间的动态平衡,因而在无菌性松动时假体周围骨质的净丢失可能是骨形成减少或有骨质吸收增加的结果,成骨细胞的骨形成减少或破骨细胞的骨吸收活动增强都可能干扰假体周围骨代谢活动。而且假体翻修术中发现,骨—假体界面膜存在的磨屑颗粒大小一般在亚微米(小于1μm)与百微米之间,不同大小的颗粒所引起的生物学反应机制应该有所不同。因此,我们通过分析不同直径大小钛颗粒负荷(Titanium particles loading,TP)影响成骨细胞、破骨细胞、骨髓间充质干细胞等参与假体松动过程主要细胞功能的机理,为进一步阐明磨屑颗粒所激活的一系列生物学反应机理提供实验依据,同时,通过分析比较不同颗粒所引起的不同细胞分子机制,为寻找假体松动防治药物的新作用靶点提供新的理论依据。 方法