含硅羟基磷灰石调节巨噬细胞极性促进成骨分化机制研究

王志英，杨秋霞，田新利，林雪霞

硅是人体重要的微量元素，参与骨的代谢［1］，而羟基磷灰石（HA）是骨的主要无机成分。含硅羟基磷灰石（si-HA）具有良好的骨传导性和骨诱导性，是一种性能优良的无机骨再生修复材料［2］，多年来受到生物材料学界的普遍关注。但是，si-HA刺激成骨的确切机制尚未明确。既往研究多采用si-HA直接刺激成骨细胞，观察其成骨分化，实现骨再生修复［3］。然而，体内成骨过程是在由骨骼系统、免疫系统、循环系统等多个系统细胞协同营造的局部微环境中完成的，以往研究往往忽视了炎症反应在材料介导成骨过程中所起的重要作用。随着对宿主与生物材料相互作用研究的深入，学者们逐渐意识到生物材料植入体内，并非只与成骨细胞接触，首先与材料接触的是免疫细胞［4］，免疫细胞是骨再生微环境的中心调控者［5］。在所有免疫细胞中，巨噬细胞是启动和维持炎症反应的主要细胞［6］。因此，本研究将巨噬细胞作为研究免疫调节的模型细胞。另据文献报道，巨噬细胞具有极大的功能可塑性［7］。一般认为其存在2种极化状态，即M1型（炎症型）和M2型（修复型）［8］。M1型巨噬细胞启动炎症反应，分泌大量的促炎因子；M2型巨噬细胞参与组织的后期修复［9-11］。在成骨生物材料的作用下，巨噬细胞产生何种极化状态，在其产生的免疫微环境中，前成骨细胞会产生何种成骨能力的改变，鲜有报道。本研究采用小鼠巨噬细胞（RAW264.7，RAW）和小鼠前成骨细胞（MC3T3-E1，3T3）通过体外实验探索该机制。……