【研究背景】羟基磷灰石具有与人体骨组织和牙齿矿物质相似的化学组成和晶体结构,而被用作硬组织植入材料。虽然羟基磷灰石有着诸多的优点和良好的应用前景,但是其同样存在着生物学活性不足和不易降解等缺点,从而限制了其临床应用。研究发现人体骨组织磷灰石中除了含有钙和磷之外,还含有大量的微量元素。目前,通过水热法可以合成多元素掺杂的纳米羟基磷灰石粉体。但多元素掺杂是否会对纳米羟基磷灰石粉体的毒性产生影响尚不明确。本研究将对这一问题展开研究。【研究目的】研究多元掺杂对纳米羟基磷灰石粉体体外细胞毒性的影响及相关机制;研究多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体浸提液体外细胞毒性及相关机制;初步探索多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对牙髓细胞的影响为继续探索临床应用以及深入研究硬组织植入材料多元掺杂纳米羟基磷灰石涂层的制备和生物学效应提供一定的理论依据。【研究方法】第一部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体体外细胞毒性及相关机制。1.以CCK-8比色法研究多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对L929细胞增殖的影响;2.以Annexin V-PI双染法经流式细胞仪检测、以Hochest33342-PI双染法经荧光显微镜检测细胞凋亡;3.以ROS荧光探针标记经荧光显微镜和流式细胞仪检测活性氧;4.以JC-1荧光探针标记经流式细胞仪检测线粒体膜电位变化;5.以Western-Bolt法检测相关蛋白的表达。第二部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体浸提液体外细胞毒性及相关机制。1.以完全培养液制备多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体浸提液;2.以CCK-8比色法研究多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体浸提液对L929细胞增殖的影响;3.以Annexin V-PI双染法经流式细胞仪检测细胞凋亡;4.以Western-Bolt法检测相关蛋白的表达。第三部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对牙髓细胞的影响。1.人牙髓原代细胞的培养;2.以CCK-8比色法研究多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对人牙髓细胞增殖的影响。【结果】第一部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体体外细胞毒性及相关机制。多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体均可以抑制L929细胞增殖,促进细胞凋亡,并诱导L929细胞产生ROS和线粒体膜电位降低,同时促进p53蛋白表达,刺激Caspase 3蛋白活化。另外,通过细胞凋亡检测多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体具有较高的凋亡率,且ROS水平和线粒体膜电位降低的比例也较高。通过细胞增殖检测结果可知虽然多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对于L929细胞增殖的抑制作用更强,但两者之间差异没有统计学意义(p=0.9716)。第二部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体浸提液体外细胞毒性及相关机制。多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体浸提液均可以抑制L929细胞增殖,促进凋亡,同时促进p53蛋白表达,刺激Caspase 3蛋白活化;通过细胞增殖检测结果可知,两者之间差异没有统计学意义(p=0.9728)。第三部分:多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体对牙髓细胞的影响。多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体与目前临床常用的两种氢氧化钙盖髓材料(Calcimol LC、氢氧化钙根管消毒材料)对人牙髓细胞的增殖均无明显影响,各处理组与对照组OD值相比差异均没有统计学意义;且两种纳米羟基磷灰石材料之间的差异同样没有统计学意义(p=0.9411)。【结论】1.多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体均可以通过氧化应激促进p53蛋白表达,并通过线粒体途径引起细胞凋亡;多元掺杂对于纳米羟基磷灰石粉体的细胞毒性没有明显的促进作用。2.多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体浸提液均存在细胞毒性;多元素掺杂并未明显增加其粉体浸提液的细胞毒性。3.多元掺杂纳米羟基磷灰石粉体与非掺杂粉体对人牙髓细胞的增殖没有明显的抑制作用;多元素掺杂并未明显增加纳米羟基磷灰石材料对牙髓细胞增殖的抑制作用。