超聲結合碳納米管套用於老齡牙周組織工程的研究

《超聲結合碳納米管套用於老齡牙周組織工程的研究》是依託四川大學，由李磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超聲結合碳納米管套用於老齡牙周組織工程的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李磊
• 依託單位：四川大學

項目摘要

牙周病是成年人牙齒缺失的主要原因，傳統的方法難以建立新的附著。由於幹細胞數量和功能的下降，老齡患者牙周缺損修復的效果更差。組織工程技術為牙周再生提供了有效途徑。研究表明低強度脈衝超聲可以促進間充質幹細胞成骨向和成牙骨質向分化。碳納米管可以改善膠原支架的性能並促進鈣沉積，其可彌補超聲在礦化期作用弱的缺點，且它們激活的信號途徑聯繫緊密，兩者結合套用於牙周組織工程可能會有良好的效果。本課題通過建立體外實驗模型，研究超聲和碳納米管對老齡BMSCs分化和礦化的影響，分析兩者是否具有協同作用，探索其作用的機制。建立老齡大鼠牙周缺損模型，考察兩者分別以及結合使用對基於外源性BMSCs的牙周組織工程修復的影響，觀察兩者對植入的BMSCs分化和轉歸的作用，並進一步在動物模型中驗證體外實驗中獲得的關鍵標誌物和信號途徑相關蛋白的變化情況。該研究可為超聲結合碳納米管在牙周以及骨組織工程中的套用提供實驗和理論依據。

結題摘要

成牙骨質細胞在根面上形成牙骨質是牙周再生的一個很重要的步驟。實驗中，我們研究了羧基功能化的多壁碳納米管對成牙骨質細胞分化和礦化的促進作用，以及可能涉及的信號通路。在各種碳納米管濃度下培養成牙骨質細胞，檢測細胞活性以及在電鏡下觀察細胞的生長黏附情況，茜素紅染色觀察鈣結節的形成。PCR和western blot檢測成骨相關基因和蛋白的表達。結果顯示5 µg/mL 的MWCNT-COOH沒有明顯細胞毒性且可明顯促進細胞的分化。Alp, Ocn, Bsp, Opn, Col1 ，Runx2 ，Smad2 and Smad3基因的表達上調，smad7在第三天下調而第七天則變為上調。Smad2/3的變化在蛋白水平上得到驗證。MWCNT-COOH通過TGF-β/Smad信號通路促進了成牙骨質細胞的分化和礦化。 阿司匹林對於幹細胞以及在骨代謝過程的作用被認為近年用於治療免疫相關疾病潛在機制。在這部分實驗中，我們驗證了阿司匹林可以增強骨髓間充質幹細胞的成骨能力且提高細胞在動物牙周炎模型中的抗炎和免疫調節效果。在SD大鼠上建立牙周炎模型。與對照組相比，套用阿司匹林預處理的幹細胞組炎症因子TNF-α, IL-17水平明顯降低，然而IL-10水平上調。實驗組中牙槽骨的吸收以及TRAP陽性的破細胞明顯減少。免疫組化顯示OPG的表達上調，RANKL的表達下調。結果顯示，阿司匹林預處理的BMMSCs可以抑制牙槽骨的吸收，增加牙周炎骨缺損的修復，在牙周炎的治療中有一定的套用前景。