骨髓干细胞在羟基磷灰石涂层钛片上向软骨的分化

摘要

背景:羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,具有促进干细胞黏附、增殖和骨诱导分化的作用。目的:观察羟基磷灰石涂层钛片对大鼠骨髓间充质干细胞增殖、软骨性分化的影响。方法:采用电沉积法在钛金属基底表面沉积羟基磷灰石涂层(电沉积时间分别为30 min,1.5 h),用场发射扫描电子显微镜观察涂层形态,X射线衍射分析其化学组成。取4只3周龄SD雄性大鼠(购于湖北省实验动物研究中心)双侧股骨的骨髓,采用全骨髓贴壁法培养骨髓间充质干细胞,将第3代细胞接种于有涂层钛片及没有涂层纯钛片上,并进行4周的成软骨诱导分化。通过CCK-8试剂盒分析羟基磷灰石涂层对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响,二甲基亚甲基蓝比色法检测各组细胞糖胺多糖含量,RT-PCR法检测各组细胞软骨相关基因的表达,评价各组骨髓间充质干细胞的成软骨能力。结果与结论:①羟基磷灰石涂层均匀分布在钛基底上,大小结构较一致,X射线衍射图谱与羟基磷灰石标准峰基本吻合;②羟基磷灰石涂层促进骨髓间充质干细胞增殖,羟基磷灰石涂层亦表现了比空白钛片组具有更好的生物活性;③羟基磷灰石涂层组较空白钛片组产生了更多的糖胺多糖,差异有显著性意义(P<0.01);④羟基磷灰石涂层组软骨相关基因(Sox9、多聚蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原)的相对表达量显著高于空白钛片组(P<0.05),电沉积时间为1.5 h的羟基磷灰石涂层组的Ⅱ型胶原表达量明显高于电沉积时间30 min羟基磷灰石涂层组和空白钛片组(P<0.01);⑤结果表明,应用电化学沉积技术可以在钛片上制备均匀的羟基磷灰石涂层,且该涂层可以促进大鼠骨髓间充质干细胞增殖,具有良好的生物相容性,有利于骨髓间充质干细胞向软骨方向分化。