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目的:作为骨内植体材料,钽的促成骨作用可能优于钛;但相关研究中试件多经表面处理或为支架结构,故由两者表面固有特性决定的骨诱导性差异并不明确。此外,对骨质疏松(OP)情况下两者表现差异的报道少见。因此,本课题使用抛光钽、钛试件,探讨两者对正常(NOR-)和去势大鼠骨髓间充质干细胞(OVX-rBMSCs)成骨分化的影响;采用正常和去势大鼠骨缺损模型评价试件体内促成骨效果。研究意在明确钽、钛固有骨诱导性的区别及机制,并为钽在OP中的应用提供参考。方法:用SEM、AFM、XPS、ICP-OES等表征试件;用荧光染色、CCK8、活性氧检测等评价试件生物相容性及对细胞行为的影响;用ALP检测、茜素红染色、RT-PCR、westernblot、质粒转染等探究试件对细胞成骨分化的作用;通过荧光标记和组织学染色观察试件体内促成骨效果。结果:⑴钽、钛试件为低粗糙度光滑表面,无明显离子释放;两者差异为表面氧化层的化学构成。⑵钽、钛利于NOR-和OVX-rBMSCs的黏附、增殖;但两种细胞在钽表面凋亡数量和活性氧产物更少,ALP活性、基质矿化程度、成骨基因和蛋白表达更高。⑶相较于钛:NOR-rBMSCs在钽表面integrin?5、integrin?1基因表达明显升高;OVX-rBMSCs在钽表面BMP2、Smad1表达上升较显著。⑷对NOR-rBMSCs,下调integrin?5?1/ERK1/2通路可减弱钽表面的成骨分化,上调该通路增强了细胞在钛表面的成骨活性。⑸对OVX-rBMSCs,下调BMP2/Smad1通路可降低钽的骨诱导性,上调该通路可增强细胞在钛表面的成骨表现。⑹在正常大鼠股骨内,钽表面新骨面积和矿化程度更高;4、8 w时钽的植体-骨结合率(BIC)高于钛,但8 w差异无统计学意义。⑺在去势大鼠骨内,钽表面成骨更活跃;4、8 w的BIC略高于钛,但差异无统计学意义。结论:⑴试件通过直接接触影响细胞行为,钽、钛表面固有特性(氧化层化学构成)不同是后续实验结果差异的原因。⑵钽对NOR-和OVX-rBMSCs的生物相容性和骨诱导性更好。⑶钽对NOR-rBMSCs更佳的骨诱导性与其表面对integrin?5?1/ERK1/2通路较强的激活相关。⑷钽对OVX-rBMSCs更明显的作用与其对BMP2/Smad1通路更有效的激活相关。⑸在正常和去势大鼠骨内,钽的骨诱导性可能优于钛。