【摘 要】
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巨噬细胞主导的骨免疫反应在骨缺损修复的成骨过程中起重要作用。根据针对辅助T细胞的Th1/Th2,可将巨噬细胞分为促炎M1表型和抗炎M2表型。通常认识中,M2型巨噬细胞与骨组织修复的后期紧密相关,其会在成骨过程中贡献骨形成因子和成骨相关因子促进成骨。然而,最近的研究证实M1在早期血管生成、骨整合中也起着重要作用。并且,生物材料植入体内后,巨噬细胞过早转化为M2型会导致其分泌过多的纤维因子,生成纤维囊
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（Grant No.51672088）; 国家重点研发计划（Grant No.2018YFC1106300）; 国家自然科学基金联合基金（Grant No.U1501245）
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巨噬细胞主导的骨免疫反应在骨缺损修复的成骨过程中起重要作用。根据针对辅助T细胞的Th1/Th2,可将巨噬细胞分为促炎M1表型和抗炎M2表型。通常认识中,M2型巨噬细胞与骨组织修复的后期紧密相关,其会在成骨过程中贡献骨形成因子和成骨相关因子促进成骨。然而,最近的研究证实M1在早期血管生成、骨整合中也起着重要作用。并且,生物材料植入体内后,巨噬细胞过早转化为M2型会导致其分泌过多的纤维因子,生成纤维囊包裹植入体导致植入失败;过晚转化为M2表型会导致疤痕组织或伤口愈合的延迟。因此,实现巨噬细胞从M1表型到M2表型的及时转换可能更有利于成骨。本文围绕巨噬细胞的顺序调控及其表型转换对骨缺损修复的影响为研究重心展开实验,通过溶胶-凝胶法与模板法相结合制备了SrBG,并将其与PLGA共混制备了复合支架,通过在其上负载微量的干扰素-γ（IFN-γ）,制备了具有顺序调节巨噬细胞极化和促进骨缺损修复等多种功能的骨缺损植入体。在此基础上,进一步研究了顺序调节巨噬细胞极化对于成骨相关细胞的影响,以及免疫调节影响骨缺损修复的机理。本文的主要研究内容和结论如下:（1）制备了SrBG,与PLGA和IFN-γ结合,分别制备了单纯PLGA支架,SrBG/PLGA复合支架和搭载IFN-γ的IFN-γ/SrBG骨免疫调控支架;（2）通过离子释放实验,验证了支架前期释放IFN-γ,后期持续释放Sr离子;（3）通过体外流式细胞仪和q-PCR检测和实验,验证了前期释放的IFN-γ可促巨噬细胞向M1型极化,后期SrBG释放激活M2表型;（4）通过茜素红染色以及成骨相关基因表达检测,验证了巨噬细胞的顺序极化对体外成骨有明显促进作用;（5）体内大鼠原位骨缺损修复实验与体外结果相一致。综上,本课题成功制备了一种新型的骨免疫调控支架——搭载IFN-γ的锶掺杂生物活性玻璃与PLGA复合支架（IFN-γ/SrBG）,该支架在骨愈合过程的不同阶段具有多种生物学功能。支架植入初期通过释放IFN-γ使巨噬细胞极化为促炎性M1型,植入后期通过释放SrBG中的Sr2+使巨噬细胞极化为抗炎性M2型,在较大程度上促进了骨缺损的成熟骨形成。因此,IFN-γ/SrBG支架有望通过对巨噬细胞极化的顺序调控,成为一种优良的骨组织工程材料。
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