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目的血管新生在骨缺损修复过程中发挥重要作用。生物活性玻璃陶瓷(Bioactive glass ceramic,BGC)作为一种较为成熟的骨缺损修复材料,具有良好的成骨诱导活性,但其成血管诱导活性不理想。锂离子(Li+)近年来被报道具有良好的成血管促进作用,然而锂掺杂是否能够提高传统BGC材料的成血管诱导活性尚不清楚。因此,本论文在BGC基础上掺入锂离子,旨在系统探究掺锂生物活性玻璃陶瓷(Liincorporated Bioactive glass ceramic,Li-BGC)对体内外成血管分化的促进作用及其分子学机制。方法1.通过CCK-8、Ki67免疫荧光染色等检测Li-BGC浸提液对HUVECs增殖及体外成血管分化的促进作用,并筛选最佳浸提液浓度;2.通过Western blot等检测最佳浓度Li-BGC浸提液对HUVECs Wnt/β-catenin、AKT和NF-κB信号通路的激活情况,以及阻断相关信号通路后对Li-BGC介导成血管作用的影响,同时探究在Li-BGC介导的成血管作用中相关信号通路之间的交互作用;3.通过CCK-8、Real-time PCR等检测Li-BGC浸提液刺激BMSCs后所分泌的外泌体对HUVECs体外成血管分化的间接作用,并筛选最佳外泌体浓度;4.通过Real-time PCR及Western blot等检测Li-BGC浸提液刺激BMSCs后细胞内及所分泌的外泌体中成血管相关mi R-130a表达变化,以及对HUVECs PTEN/AKT信号通路的影响;并通过mi R-130a沉默实验验证mi R-130a/PTEN/AKT信号通路的功能作用;5.通过Van Gieson染色等验证空心管结构Li-BGC支架对体内成血管的促进作用。结果1.适宜浓度(1/16-1/64浓度)Li-BGC浸提液能够明显促进HUVECs增殖、成血管相关基因表达、迁移和体外成管能力,其作用呈剂量依赖性,且最佳浸提液浓度为12.5 mg/ml。2.在Li-BGC浸提液促进HUVECs成血管分化的过程中,可观察到Wnt/β-catenin、AKT和NF-κB信号通路的激活,通路抑制剂实验证实了阻断三条信号通路可不同程度阻断Li-BGC浸提液介导的成血管作用,且三条通路之间存在交互作用。3.Li-BGC浸提液刺激BMSCs后所分泌的外泌体(Li-BGC-Exo)能够明显促进HUVECs增殖、成血管相关基因表达、迁移和体外成管能力,其作用呈剂量依赖性,且最佳外泌体浓度为100μg/ml。4.Li-BGC浸提液刺激BMSCs后细胞内及所分泌的外泌体中成血管相关mi R-130a表达明显增加,Li-BGC-Exo刺激HUVECs后可引起细胞内PTEN/AKT信号通路的激活,mi R-130a沉默实验证实了mi R-130a/PTEN/AKT信号轴可能参与了Li-BGCExo介导的成血管作用;5.3D打印空心管结构Li-BGC支架材料内部可见更多血管染色,同时成血管相关基因及内皮细胞标记基因表达明显提高,证明其对体内血管再生具有显著的促进作用。结论本研究证实,Li-BGC浸提液不仅可以通过激活Wnt/β-catenin、AKT和NF-κB信号通路直接增强HUVECs体外成血管作用;同时可以通过提高BMSCs外泌体中mi R-130a表达,激活内皮细胞PTEN/AKT信号通路,间接促进HUVECs体外成血管过程。此外,体内实验证实Li-BGC支架的锂离子释放可显著促进体内血管新生。