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研究目的由于具有良好的生物相容性和骨引导作用,羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)已作为骨植入材料应用于骨缺损修复和牙槽嵴增高等方面。然而,其机械性能欠佳,且植入体内后生物降解速度缓慢,无法与新骨的形成速度相匹配,大大限制了其在临床中的应用。与大尺寸的HAP相比,纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nano-HAP)的机械性能和生物性能都有明显改善,是一种更具前景的骨再生材料。骨缺损的愈合是一个复杂的过程,血管的重建贯穿其中,骨植入材料对血管化的影响是决定其骨修复效果的一个重要因素。内皮细胞(endothelial cells,ECs)是各类血管的必需结构,因此,探索nano-HAP对ECs生物学行为的影响将有助于我们更深层次地了解其参与骨再生的机理。本研究选择内皮细胞作为体外细胞模型,揭示了 nano-HAP对内皮细胞生物学行为的影响,探索了其可能通过影响血管重建参与骨再生的机理。研究方法选取了三种不同尺寸的HAP颗粒(20 nm,80 nm和12μm),应用透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、X 射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和傅里叶转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分别对材料进行观察。将三种HAP与人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)构建体外共培养模型,分别观察HAP对内皮细胞活力、迁移、体外成血管功能,以及生成NO和VEGF能力的影响。Western blot检测HAP对 PI3K/Akt 通路关键蛋白(Akt,p-Akt,eNOS,p-eNOS)的影响,用 IGF-1 预处理后检测HAP对内皮细胞活力和生成NO能力的影响。实验结果X射线衍射显示三种HAP颗粒均为纯净的六方相晶体,傅里叶红外光谱显示其均有明显PO43-处的波峰。与m-HAP相比,np20和np80对HUVECs的迁移具有明显的抑制作用;三种HAP对细胞的活力、NO的产生和血管形成功能均显示了显著的抑制效应,且:np80>np20>m-HAP。与对照组相比,np20对VEGF的分泌具有轻度促进作用,而np80和m-HAP对其没有显著性影响。三种HAP均明显抑制p-Akt和p-eNOS的表达,而对Akt和eNOS表达没有明显影响。经IGF-1预处理后,HUVECs活力和产生NO能力均高于单纯HAP共培养组。实验结论三种HAP均可通过PI3K/Akt通路抑制HUVECs的生物学功能,抑制强度:np80>np20>m-HAP,nano-HAP对血管再生没有促进作用,无法通过促进血管再生来促进成骨。