microRNA納米微囊功能化促進(jìn)鈦合金表面骨愈合研究.pdf

1、鈦合金具有良好的生物相容性，出色的抗腐蝕性能和機(jī)械性能，在骨損傷治療中得到了廣泛應(yīng)用。但其表面惰性誘發(fā)多種臨床問題，需要對(duì)其表面進(jìn)行功能化改性。microRNAs參與調(diào)控骨修復(fù)的各個(gè)過程，投遞成骨相關(guān)microRNAs已經(jīng)被證明能夠有效促進(jìn)骨愈合。因此，本文目的是設(shè)計(jì)一種microRNAs投遞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)穩(wěn)定有效的microRNA轉(zhuǎn)導(dǎo)，并對(duì)鈦合金表面進(jìn)行修飾，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)促進(jìn)骨再生的功能。
　　本文首先以商用基因轉(zhuǎn)染劑分別將miR-

2、21和反義miR-21(as-miR-21)轉(zhuǎn)染到臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞（hUMSCs）中，研究miR-21促進(jìn)hUMSCs成骨分化的能力及其機(jī)制。結(jié)果表明，hUMSCs內(nèi)投遞miR-21可顯著提高成骨標(biāo)志物堿性磷酸酶（ALP）、RUNT相關(guān)基因2（RUNX-2）和骨鈣素（OCN）的表達(dá)，茜素紅染色證明miR-21可促進(jìn)hUMSCs成骨分化。本文同時(shí)證明，隨著miR-21的上游調(diào)控作用，PI3K-AKT信號(hào)通路得以激活，進(jìn)而促進(jìn)GSK-3β

3、的磷酸化，使得β-catenin得以穩(wěn)定并入核后增加RUNX-2基因的表達(dá)，最終促進(jìn)hUMSCs成骨分化。
　　其次本文以原位聚合法制備了包載miRNA的納米微囊，進(jìn)一步通過靜電作用與O-羧甲基殼聚糖（CMCS）復(fù)合，形成miRNA活化基質(zhì)，避免了miRNA的漏出并且為細(xì)胞轉(zhuǎn)染提供了更好的穩(wěn)定性，同時(shí)活化基質(zhì)具有良好的生物相容性。以此基質(zhì)投遞miR-21至hUMSCs，ALP及RUNX-2的表達(dá)均呈上升趨勢，證明miR-21活化基

4、質(zhì)具有誘導(dǎo)干細(xì)胞成骨分化的能力。SD大鼠體內(nèi)脛骨平臺(tái)骨損傷部位注射基質(zhì)后，分別于2周和4周考察活化基質(zhì)促進(jìn)骨修復(fù)能力，結(jié)果表明：注射基質(zhì)后, miR-21相關(guān)靶點(diǎn)蛋白PTEN下調(diào)，β-catenin上調(diào)。并且與對(duì)照組相比具有更好的促進(jìn)骨再生能力
　　第三，本文以miR-29b活化基質(zhì)修飾鈦合金表面。該涂層不僅有利于細(xì)胞黏附以及增值，而且能夠提供較高的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率。此外，涂層可以調(diào)控miR-29b的靶點(diǎn)HDAC-4，并可體外誘導(dǎo)hU