磷酸三钙植入材料微结构对Wnt非经典信号通路调控的研究

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目的:  利用H2O2发泡及控制烧结温度合成具有不同微结构的TCP陶瓷材料并且探讨不同微结构TCP材料对Wnt非经典信号通路中相关标志物表达水平的影响。  方法:  1、配制磷酸三钙浆料并通过双氧水发泡完成素胚制作,将经模具成型的素坯置于1080℃和1000℃下烧结成瓷,获得不同微结构的TCP材料并用Co60消毒。  2、XRD实验验证制备成型的陶瓷材料块的化学成分  3、SEM扫描确定制备材料的表面形貌及颗粒大小。  4、压汞实验测定材料的内部结构,包括孔径大小、孔隙率、迂曲度等。  5、MG63细胞与不同微结构的 TCP材料共培养,并以培养板为空白对照,利用q-PCR技术检测各组在共培养3、5、7天后Wnt5a、Wnt11、ROR2、FZD1、DKK1表达水平。  结果:  1、XRD检测结果:实验中制备的三组可植入陶瓷材料的化学成分为β-TCP(图3-1)。  2、SEM实验:扫描电镜下观察 TCP-compact表面孔隙较小,数目少;TCP-middle和TCP-big表面粗糙,可见明显的沟壑形态(图3-2)。  3、MIP实验:TCP-compact的孔隙率约34.11±1.04%,孔隙大小约0.96±0.04μm;TCP-middle的孔隙率与TCP-big相差不大,但是孔径大小有差别意义,分别为6.51±0.30μm、10.41±0.67μm。(表3-3)。  4、Wnt5a的表达:具有微孔结构材料中Wnt5a表达水平显著上升(P<0.05),微孔孔径较大的材料中表达水平最高;在共培养的后期材料组与对照组没有差异(P>0.05)。  5、Wnt11的表达:TCP-middle组与Control组相比,Wnt11的表达处于低水平( P<0.05),后期这种低水平的表达状态有所缓解但仍低于对照组;TCP-middle组虽初期处于抑制,然而后期也表现出轻度促进;TCP-big则表现较早的摆脱抑制状态,在第5天即表现为促进;同时不同时间点也可观察到材料组之间的表达水平是有差异的(P<0.05)。  6、ROR2的表达:TCP-compact与Control组比较呈现低水平ROR2表达(P<0.05);具有微孔结构材料则表现为初期即有差异但不明显,第5天时则明显增加(P<0.05),并且与TCP-big共培养的细胞在促进ROR2表达时更具有效果(P<0.05)。  7、FZD1的表达:初始时FZD1在TCP材料中相对Control组表达量较低;第5天时具有微孔结构的材料则表达量增加(P<0.05),并且孔径较大的微孔材料对FZD1的表达具有更积极意义。  8、DKK1的表达:材料组中DKK1表达与Control比较表现为具有微结构表面的材料促进而TCP-compact抑制;TCP-middle在早期明显促进DKK1表达,随时间这种影响减弱并且幅度较大;TCP-big组的表现与 TCP-middle组类似,但是区别在于变化幅度较小。共培养第7天,材料组表达无明显差异(P>0.05)。  结论:  通过H2O2发泡及控制烧结温度制备出具有不同微结构的TCP材料,进一步研究证实不同微结构的TCP材料与MG63细胞共培养显示材料影响Wnt非经典信号通路的表达水平,其相关标志蛋白表达水平的差异为材料微孔结构所调控,在一定范围内材料孔径越大 Wnt非经典信号通路则被明显促进。具有微孔结构的TCP材料可以通过促进Wnt非经典信号通路的表达进而启动骨诱导的发生。
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