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目的:1.在60V电压下制备二氧化钛纳米管结构(Ti02-NTs),将锶通过水热处理法加载到二氧化钛纳米管结构上制备NT-Sr样品,并观察分析其结构特点及生物学特性;2.采用RAW264.7细胞和小鼠骨髓单核细胞(BMMCs)研究NT-Sr对体外破骨细胞分化的影响;3.采用RAW264.7细胞和BMMCs研究NT-Sr对体外破骨细胞分化影响的相关分子机制;4.采用卵巢去势法建立大鼠骨质疏松模型,进一步研究NT-Sr对骨质疏松动物模型骨量丢失的影响,并观察NT-Sr对体内破骨细胞形成和吸收功能的影响。方法:1.通过阳极氧化法制备Ti02-NTs,并用水热处理法处理1h或3h后将Sr加载到TiO2-NTs上,形成含不同Sr浓度的NT-Sr样品(命名为:NT-Sr1h和NT-Sr3h);通过FE-SEM观察Ti02-NTs和NT-Sr样品的结构特点;用XRD和XPS分析NT-Sr的表征特点;通过蛋白吸附实验、CCK8实验、细胞粘附实验等观察NT-Sr样品的生物学特性。2.通过TRAP染色和TRAP酶活性检测观察NT-Sr对体外破骨细胞分化的影响;通过免疫荧光染色法观察NT-Sr对F-actin环形成的影响;通过骨板吸收实验检测NT-Sr对体外破骨细胞吸收功能的影响。3.通过Western blot和EMSA的方法检测NT-Sr对NF-κB活化的影响;采用Western blot方法观察NT-Sr对ERK和Akt/NFATcl信号通路激活的影响;通过RT-PCR和Western blot的方法观察破骨细胞特异性基因的表达变化。4.采用卵巢去势法建立大鼠骨质疏松模型。植入不同内植物材料8周后,通过μ-CT扫描,分析NT-Sr对骨质疏松模型骨量丢失的影响;采用TRAP染色法观察NT-Sr对体内破骨细胞形成的影响;通过ELISA法检测NT-Sr对大鼠血清中CTX-Ⅰ的影响。结果:1.60V电压下形成的Ti02-NTs的直径约为100nm,加载Sr后,纳米管直径无明显变化;我们发现Ti02-NTs和NT-Sr可促进蛋白的吸附;NT-Sr没有抑制细胞的增殖,但是NT-Sr抑制了细胞的迁徙和伸展。2.NT-Sr在体外抑制了破骨细胞的分化、活性和吸收功能;NT-Sr抑制了 F-actin环的形成。3.NT-Sr抑制了 RANKL介导的IκBα、NF-κB/p-65和Akt磷酸化蛋白表达,同时也降低了 NF-κB-DNA的结合力;NT-Sr促进了 RANKL诱导的ERK的磷酸化;NT-Sr抑制NFATc1蛋白的表达;降低了破骨细胞特异性基因(TRAP、组织蛋白酶K、MMP-9和NFATc1)的mRNA表达和蛋白表达。4.NT-Sr抑制了骨质疏松动物模型中骨量的丢失;NT-Sr抑制了体内破骨细胞的形成,降低了动物血清中CTX-Ⅰ的浓度。结论:总的来说,NT-Sr可以抑制体内、体外破骨细胞的分化,这种抑制作用主要与NT-Sr抑制了 RANKL介导的NF-κB和Akt/NFATc1信号通路有关,同时也与ERK的负向调控作用有关。我们的研究结果表明,NT-Sr材料可能成为骨质疏松症患者的一种较为理想的内植物材料。