【摘 要】
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纯钛及其合金因其具有良好的力学性能和生物相容性被广泛应用于骨植入体材料,但其骨整合能力仍显不足。植入体的骨整合是一个由炎症反应驱动的复杂生物学过程,炎症反应的发展和结果将影响内皮细胞的成血管能力,而植入体周围的血管新生又是成骨和骨整合的先决条件。巨噬细胞作为炎症反应的主要效应细胞,可响应植入体表面理化性质并分泌特定的细胞因子介导血管新生。然而,外泌体作为细胞间通讯的重要媒介,是否参与植入体表面介导
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纯钛及其合金因其具有良好的力学性能和生物相容性被广泛应用于骨植入体材料,但其骨整合能力仍显不足。植入体的骨整合是一个由炎症反应驱动的复杂生物学过程,炎症反应的发展和结果将影响内皮细胞的成血管能力,而植入体周围的血管新生又是成骨和骨整合的先决条件。巨噬细胞作为炎症反应的主要效应细胞,可响应植入体表面理化性质并分泌特定的细胞因子介导血管新生。然而,外泌体作为细胞间通讯的重要媒介,是否参与植入体表面介导的巨噬细胞免疫调节仍不明确。鉴于钛表面理化性质对巨噬细胞免疫调节功能的影响,本文将重点研究钛表面纳米结构和无机离子对巨噬细胞源性外泌体介导的血管新生的影响。首先通过阳极氧化在钛表面制备不同尺寸的二氧化钛(TiO2)纳米管,然后在其表面培养巨噬细胞并提取上清液中的外泌体。同时,用不同浓度的铜(Cu)离子刺激巨噬细胞并提取外泌体,最后研究巨噬细胞响应不同刺激分泌的外泌体对内皮细胞功能的影响,具体研究结果如下:(1)通过改变阳极氧化电压(10和40 V),制备出直径为25和95 nm的TiO2纳米管。与未经表面处理的纯钛相比,不同直径的纳米管(25和95 nm)对巨噬细胞的黏附、骨架、形态和增殖均无显著影响。(2)通过透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析和蛋白质印迹验证,得出经超速离心法提取的细胞外囊泡符合外泌体特征。(3)不同直径纳米管刺激巨噬细胞分泌的外泌体可被内皮细胞摄取,且各组的摄取量均随时间增加而增加。各组外泌体均会抑制内皮细胞增殖,但可促进内皮细胞迁移和体内/外成血管。(4)Cu离子在低浓度(<100μM)下可促进巨噬细胞黏附和增殖,而高浓度(≥100μM)时则表现出毒性,抑制细胞黏附和增殖,但对细胞骨架和形貌无显著影响。(5)不同浓度Cu离子刺激巨噬细胞分泌的外泌体可被内皮细胞摄取,且各组的摄取量均随时间增加而增加。各组外泌体对内皮细胞的黏附和增殖功能产生不同程度地抑制,但是可以提高内皮细胞迁移和体内/外成血管能力。并验证外泌体对成血管的促进作用可能与外泌体介导的内皮细胞整合素β1的转运有关。
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