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胆固醇作为哺乳动物生物膜的重要组成部分,它能与体内骨的无机成分羟基磷灰石和碳酸钙发生相互作用,并对细胞的信号传导、细胞粘附和细胞迁移等生物过程具有重要的意义。本文首先合成了三种不同接枝率的胆固醇改性壳聚糖的材料(cholesterol–g-Chitosan,CHCS),以前成骨细胞MC3T3-E1s为靶细胞,从细胞的增殖、分化以及相关成骨基因表达水平角度评价该改性材料对细胞的增殖以及分化效果的影响。在此基础上我们得到了促进细胞增殖与分化最佳接枝率的改性材料。为进一步探讨胆固醇的加入对成骨细胞分化的分子机制,本研究对促骨分化最佳的CHCS材料和纯壳聚糖(Chitosan,CS)材料上培养4d和7d时的MC3T3-E1s分别进行了全基因芯片检测,并对该材料对于骨缺损修复的效果进行了动物体内评价实验。研究结果表明:(1)相比于纯壳聚糖材料,CHCS改性材料对前成骨细胞MC3T3-E1s的粘附、增殖、分化以及成骨相关基因的表达都有一定程度的促进效果,且这种促进效果与胆固醇的接枝率有关。(2)关于CHCS材料是如何促进细胞分化的机制,我们推测了几条信号通道。结果显示,细胞培养7d后,相比于CS材料,CHCS材料可能进一步激活了PI3K-Akt信号通道与WNT信号通道来促进细胞的增殖和分化的,而对于CHCS材料上的细胞而言,细胞培养不同的时间后,信号通道未见明显的差异。(3)相对于纯壳聚糖对照组,改性后的CHCS材料更能够促进骨缺损的修复,HE(Hematoxylin-Eosin)染色和Masson染色结果表明,12周时,除了空白组之外,实验组缺损骨修复基本完成。免疫组化染色结果也表明,在修复的过程中,Runx2(Runt-related transcription factor-2)和OCN(Osteocalcin)基因的阳性表达都增强,从而促进了骨的分化和缺损的修复。这表明胆固醇对于骨缺损的修复具有临床上应用的意义。