【摘要】：第一部分載銀介孔氧化硅新型納米抗菌材料抗菌性能研究 背景：載銀介孔氧化硅(Ag-MSN)材料生物相容性好,機(jī)械性能佳,具有載藥潛力及可控緩釋藥物能力,可望成為良好的骨替代材料抗菌載藥顆粒。 目的：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)該材料的體外抗菌性能及Ag+緩釋特點(diǎn)進(jìn)行研究,探討其應(yīng)用于填充慢性骨髓炎術(shù)后骨缺損的可行性。 方法：采用標(biāo)準(zhǔn)肉湯稀釋法及OD600細(xì)菌生長(zhǎng)曲線測(cè)定法檢測(cè)不同濃度的Ag-MSN混懸液及MSN混懸液對(duì)于金葡菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌/脆弱擬桿菌和白色念珠球菌的體外抗菌效果。將Ag-MSN混懸液分別浸泡于50ml模擬體液(simulated body fluid,SBF)中,于3h/6h/12h/1d/3d/7d/10d/14d采用火焰原子吸收光譜法檢測(cè)Ag+濃度,繪制銀離子釋放曲線,檢測(cè)材料的Ag+緩釋特點(diǎn)。 結(jié)果：Ag-MSN對(duì)于金葡菌/銅綠假單胞菌/大腸桿菌/脆弱擬桿菌的最小抑菌濃度(MIC)均≤200μ g/ml,而最小殺菌濃度(MBC)則分別為400/200/200/200μ g/ml,中間濃度材料浸提液相對(duì)于對(duì)照組能顯著抑制細(xì)菌生長(zhǎng)；但材料對(duì)于真菌--白色念珠球菌無(wú)明顯殺菌效果,在400μg/ml濃度下僅能抑制其生長(zhǎng)；Ag-MSN各濃度組SBF浸泡液中的銀離子總釋放趨勢(shì)基本一致,均于浸泡6小時(shí)后達(dá)到銀離子釋放的峰值,浸泡3d后銀離子釋放漸趨穩(wěn)定,與浸泡14天內(nèi)無(wú)明顯差異400,200組在14天內(nèi)均維持在銀離子生物安全濃度與最小抑菌濃度MIC之間。 結(jié)論：載銀介孔氧化硅(Ag-MSN)材料在體外對(duì)金黃色葡萄球菌/大腸桿菌/銅綠假單胞菌/脆弱擬桿菌有明顯抗菌作用,對(duì)于白色念珠球菌有抑菌作用。其在SBF中具有良好的緩釋效果,有望成為針對(duì)慢性骨髓炎的良好的新型骨替代材料抗菌載藥顆粒。第二部分載銀介孔氧化硅新型納米抗菌材料對(duì)于成骨樣細(xì)胞增殖分化能力的影響 目的：檢測(cè)不同濃度載銀介孔氧化硅(Ag-MSN)及介孔氧化硅納米顆粒浸提培養(yǎng)液的細(xì)胞毒性,及其對(duì)成骨樣細(xì)胞增殖分化能力的影響,探討其生物相容性及將來(lái)應(yīng)用于填充慢性骨髓炎術(shù)后骨缺損的可行性。 方法：采用CCK8法檢測(cè)不同濃度的Ag-MSN浸提培養(yǎng)液及MSN浸提培養(yǎng)液對(duì)于成骨樣細(xì)胞的細(xì)胞毒性及對(duì)其增值能力的影響。分別于共培養(yǎng)1,3,7天時(shí)采用ELISA法檢測(cè)與不同組別浸提培養(yǎng)液共培養(yǎng)后的成骨樣細(xì)胞的堿性磷酸酶(ALP),骨鈣素(OC)的蛋白分泌量。實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)法檢測(cè)堿性磷酸酶(ALP),骨鈣素(OC)基因表達(dá)的變化。 結(jié)果：在檢測(cè)的3個(gè)時(shí)間點(diǎn)下,4組不同濃度的Ag-MSN材料浸提液與MSN浸提液培養(yǎng)下的成骨樣細(xì)胞生長(zhǎng)良好,各實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的細(xì)胞數(shù)目均隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加,各實(shí)驗(yàn)組均未抑制成骨樣細(xì)胞的增殖功能。細(xì)胞毒性CTS分級(jí)均為0--1級(jí),未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性。成骨樣細(xì)胞在不同濃度的Ag-MSN及MSN浸提培養(yǎng)液培養(yǎng)下與對(duì)照組的成骨樣細(xì)胞一樣,ALP活性隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加,高濃度的Ag-MSN浸提培養(yǎng)液及MSN浸提培養(yǎng)液能提高ALP的基因表達(dá)和蛋白分泌量及OC基因的表達(dá),與對(duì)照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05),但對(duì)BGP蛋白分泌量則無(wú)明顯影響(P0.05)。 結(jié)論：Ag-MSN與MSN均有較好的生物相容性,無(wú)細(xì)胞毒性。同時(shí)Ag-MSN與MSN浸提培養(yǎng)液均有一定的骨誘導(dǎo)作用。 第三部分載銀介孔氧化硅新型納米抗菌材料對(duì)于成骨樣細(xì)胞OPG/RANKL通路的影響 目的：檢測(cè)不同濃度載銀介孔氧化硅(Ag-MSN)及介孔氧化硅納米顆粒浸提培養(yǎng)液對(duì)成骨樣細(xì)胞破骨細(xì)胞分化相關(guān)通路-OPG/RANKL通路的影響,在體外實(shí)驗(yàn)中從分子蛋白水平探討材料是否會(huì)通過(guò)OPG/RANKL通路影響骨重建。 方法：采用不同濃度的Ag-MSN浸提培養(yǎng)液及MSN浸提培養(yǎng)液作為檢測(cè)液體與成骨樣細(xì)胞共培養(yǎng)。分別于共培養(yǎng)1,3,7天時(shí)采用實(shí)時(shí)定量PCR (qRT-PCR)法檢測(cè)OPG,RANKL基因表達(dá)的變化。采用Western Blot法檢測(cè)與不同組別浸提培養(yǎng)液共培養(yǎng)后的成骨樣細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的護(hù)骨素(OPG)與破骨細(xì)胞分化因子(RANKL)蛋白分泌量的變化趨勢(shì)。 結(jié)果：qRT-PCR結(jié)果顯示,各實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的OPG基因表達(dá)量自第3天開始逐漸升高,其后一直維持在較高水平,各實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。而RANKL的基因表達(dá)量在共培養(yǎng)第7天著升高,對(duì)照組與各實(shí)驗(yàn)組均表現(xiàn)了這一特性,組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。Western Blot結(jié)果顯示,共培養(yǎng)7天后,各實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組成骨樣細(xì)胞中OPG蛋白量無(wú)明顯差異,但實(shí)驗(yàn)組的RANKL蛋白表達(dá)量較對(duì)照組有輕度升高,其中高濃度的400μg/ml Ag-MSN組與400μg/ml MSN組升高較為明顯,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)論：在體外共培養(yǎng)的早期,即成骨樣細(xì)胞分化至成熟階段,Ag-MSN與MSN對(duì)于成骨／破骨細(xì)胞間的OPG/RANKL通路無(wú)明顯影響,但在成骨樣細(xì)胞成熟期,高濃度的Ag-MSN及MSN會(huì)通過(guò)增加成骨細(xì)胞RANKL蛋白的表達(dá)進(jìn)而輕度活化破骨細(xì)胞。但其是否在體內(nèi)通過(guò)這一作用增加破骨細(xì)胞功能,對(duì)新生骨產(chǎn)生破壞骨質(zhì)的副作用仍有待進(jìn)一步的體內(nèi)試驗(yàn)研究。
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【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 湯京龍;奚廷斐;;納米銀生物安全性研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2008年04期

2 張海龍;黃朝梁;;骨保護(hù)素的研究進(jìn)展[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2006年31期

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本文編號(hào)：2364047