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由于疾病、创伤等原因导致的骨缺损病例逐年攀升,如何实现大段骨缺损的再生性修复已成为临床工作的难题之一。解决该问题目前面临的关键挑战在于现有的修复体缺乏促进细胞成骨分化的能力,造成其骨再生能力不足。miRNA和促成骨小分子药物对细胞的增殖分化等行为具有很好的调控能力。但由于游离的miRNA易被降解,并且穿膜能力差,难以进入细胞发挥作用,小分子药物难溶于水,生物利用率极低。因此,构建纳米载体同时装载miRNA和小分子药物,以实现药物递送及缓释并提高其细胞内吞能力,对新一代骨修复材料的研究与应用具有重要意义。本研究采用溶胶凝胶双模板法实现了微-介孔钙硅纳米球的可控制备,得到分散性良好的、生物相容性优异的微-介孔双孔径钙硅纳米球,并以之为载体,分别构建了具有促成骨及干细胞标记功能和促成骨成血管功能的双载药体系,实现了miRNA的高效转染以及干细胞的红外标记,并发现miRNA结合小分子药物辛伐他汀共同输送具有良好的协同促细胞成骨分化作用。采用溶胶-凝胶双模板法,合成了分散性良好、粒径均一、高比表面积、具有放射状孔径结构的微-介孔钙硅纳米球(Micro-mesoporous calcium-silica nanospheres,DPNP),其微孔孔径约为1.2-1.7nm,介孔孔径约为3.9-4.8nm。通过控制合成条件,制备了平均粒径55±3nm、117±5nm、207±10nm三种粒度的DPNP。体外细胞实验结果表明,所制得DPNP具有良好的细胞相容性,并可以通过细胞内吞作用进入细胞,且三种粒度DPNP中,平均粒径55nm的DPNP具有最好的细胞相容性和最高的细胞内吞效率。利用DPNP较大的比表面积以及其中的钙离子对miRNA磷酸根的亲和作用,将具有成骨作用的miR-26A载入所制得双孔径纳米球的介孔中,再以其微孔装载吲哚箐绿(ICG)小分子,同时采用生物活性分子对载药纳米球进行表面包封和修饰,增加其进入细胞的能力。构建了具有干细胞标记和促成骨双重作用的双载ICG/DPNP/miR-26A纳米球。研究结果证明DPNP显著提高miRNA的稳定性和转染效率,其转染效率可达80%以上,与新一代商用转染试剂siRNA-Mate转染效率相当,且与商用试剂相比,DPNP具有更好的生物相容性,而ICG载入DPNP后受光和热作用24 h后,荧光强度比未包载ICG高一倍左右;体外细胞实验结果也证明ICG/DPNP/miR-26A复合纳米球具有良好的促细胞成骨分化性能和红外标记性能。基于前两章研究,利用微-介孔无机钙硅纳米球构建了兼具促成骨和成血管作用的Siv(辛伐他汀)/DPNP/miR-210双载体系,通过体外细胞实验,研究纳米球单载药体系和双载药体系的体外促成骨成血管性能。实验结果证明DPNP具有良好的载药释药性能,其对miRNA和Siv的包封率分别可以达到45.5%和73.8%。体外细胞实验结果表明Siv/DPNP/miR-210促细胞成骨分化作用明显高于单载体系,这可能是由于双载体系中miR-210、DPNP以及Siv在促细胞成骨分化方面具有多重协同作用。同时,经Siv/DPNP/miR-210转染的HUVECs成血管相关基因表达量约为空白组3-4倍,NO分泌量也显著高于空白组与单载体系,证明Siv/DPNP/miR-210具有良好的体外促成血管能力。