二氧化钛纳米粒子对原代培养的成骨细胞增殖、分化及矿化功能的影响

摘要

近年来，纳米材料因其特有的性质引起人们的极大关注，并越来越多的应用到疾病防御、诊断和治疗等生物医学领域。二氧化钛纳米粒子（TiO2 NPs）因具有良好的生物相容性和梯度结构，已被广泛用于制备纳米二氧化钛/羟基磷灰石复合陶瓷，作为人工骨临床治疗骨组织疾病，如骨修复、骨移植等。当纳米粒子进入人体骨髓后，骨代谢平衡和骨组织功能是否会受到影响尚需进行深入探讨。本文以原代培养的成骨细胞为模型，采用四甲基偶氮唑蓝法、碱性磷酸酶(ALP）比活性和油红O染色及定量测定、茜素红(ARS）染色及定量测定等方法在细胞水平研究了TiO2 NPs对小鼠成骨细胞增殖、分化及矿化功能的影响。所得结果均与形态学观察结果一致。
　　 结果显示：
　　 1. 3nm和160nm TiO2 NPs均可以促进小鼠成骨细胞增殖，粒径160nm，作用时间72h时，增殖率最高，为53.30％。
　　 2. 对于碱性磷酸酶活性（ALP），作用时间为24h与48h时，多表现为抑制，作用时间为72h时有促进作用，ALP活性最高为179.56％。
　　 3. 对成脂横向分化则全部呈现抑制作用，抑制率最高为58.37％。
　　 4. 对分化晚期矿化功能全部呈现抑制作用，抑制率最高为44.20％。
　　 本文所得的结果提示：TiO2 NPs在促进原代成骨细胞增殖的同时，抑制了其向脂肪细胞横向分化及其矿化功能，对于ALP活性的影响则兼有促进和抑制。TiO2 NPs对原代成骨细胞的生物效应与作用浓度、时间基本呈现剂量依赖关系。