学术背景金属对金属髋关节假体有着超过30年以上的使用记录。随着年轻患者使用日渐增多，金属离子在体内累计所引起生物学效应，如细胞毒性、遗传毒性、致癌性、金属过敏等受到重视和关注。目的了解三价铬对体外培养成骨细胞活性的影响以及差异基因表达谱，探讨三价铬的安全性问题及毒理机制。方法成骨细胞hFOB 1.19由三氯化铬溶液(按Cr³⁺ 0.01、0.1、1、10、100、1000、10000、100000 mg/L分为8个梯度)作用24、48、72 h，检测四甲基偶氮唑盐还原能力与碱性磷酸酶活性。基因芯片筛选受三氯化铬溶液（10 mg/L）作用24 h前后的成骨细胞hFOB1.19基因表达谱，并对部分差异基因表达情况以实时荧光PCR技术验证。结果三价铬对体外培养成骨细胞的毒性作用呈剂量依赖性与时间依赖性；三价铬对体外培养成骨细胞作用48 h后，毒性作用进入平台期；三价铬浓度≥0.01mg/L时，可使细胞增殖抑制率上升有差异显著性；在100 mg/L-1000 mg/L之间的三价铬毒性作用可达到峰值。三价铬（10 mg/L）作用成骨细胞24 h后，基因芯片结果示差异基因2811个，其中上调基因1503个，下调基因1308个（P <0.05）。差异表达基因经过GO功能分类，最有显著性差异变化的是以下几类细胞功能（P <0.004）相关基因：生物调节，调节生物反应过程，调控细胞生长过程，细胞间通讯，信号转导，特定蛋白结合，膜组织和生物合成，细胞间的粘附，造血或淋巴器官发育，免疫系统调控，造血功能，肌原纤维功能，胞内氧化活性，γ-氨基丁酸B受体活性。实时荧光PCR结果验证了card11、igsf6、tnfrsf17和rora基因在三价铬（10 mg/L）作用72 h后表达显著增高。讨论金属对金属假体在体内通过电化学（腐蚀）过程和机械增强电化学（磨损-腐蚀）过程释放金属离子。其随体液传播到各种人体组织，引起一系列生物学效应。人体对金属离子反应呈剂量依赖性，其血清浓度的高低决定生物学效应的大小。目前认为金属离子生物学效有①炎症反应②氧化损伤③细胞凋亡④骨质及细胞外基质溶解⑤治癌⑥宿主反应。其机理与腐蚀反应、巨噬细胞激活、活性氧生成、成骨细胞功能抑制、破骨细胞激活、金属-蛋白复合物生成等有关。本文以体外实验的方式证明三价铬对体外培养成骨细胞的毒性作用呈剂量依赖性与时间依赖性；间接证明金属对金属界面髋关节置换术后早期，正常情况下的血清铬浓度对成骨细胞是安全的。成骨细胞hFOB1.19在体外受三价铬刺激后有43个已知功能的基因表达差异显著性较大，其涉及的生物效应主要有炎症反应、细胞凋亡。有4个基因（card11、igsf6、tnfrsf17、rora）受三价铬激活，其通过对细胞免疫反应、凋亡的调节而参与三价铬生物效应，具体作用通路仍需进一步研究。结论三价铬在0.01 mg/L浓度以上可抑制成骨细胞的增殖；在三价铬（10 mg/L）导致成骨细胞毒性作用时其基因表达谱的变化涉及增殖、凋亡、免疫等功能基因。