lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用
技术领域
1.本发明属于lipus激活通路调控成骨细胞分化技术领域，具体涉及lipus 激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用。
背景技术：
2.lipus(低强度脉冲超声波)是一种超过人类听阈范围的高频声波，这种声波以压力波的形式存在，可对骨和周围组织产生微型压力作用，生物组织对lipus强度的选择反应性和敏感性也为体外实验所证实。
3.对于超声波促进骨愈合机制的研究基本上都是基于单一成骨细胞的研究，缺少同条件下lipus对于不同成骨细胞研究的综合报道，但是基于现有的机制不能用于解释lipus对不同成骨细胞的实验结果，并且骨缺损修复本身就是对缺损三维空间的修复过程，因此同条件下lipus对不同成骨细胞内骨愈合的作用机制的探索具有重要意义。也无法将lipus应用于不同材料的不同细胞中从而确定低强度脉冲超声波最佳的应用条件。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，为进一步研究lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用提供新的思路。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，所述lipus为一种中等频率、脉冲式输出的低强度超声波，频率为0.7-3.0mhz，强度为 0-3w/cm2，脉冲比为1：3.0-5.0。
7.优选的，所述多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料或羟基磷灰石/钛酸钡复合生物压电陶瓷材料。
8.优选的，所述多孔材料孔径为200-800μm，孔隙率为60％-85％。
9.优选的，溶剂为去离子水，lipus超声探头与多孔材料距离为3-8cm。
10.优选的，超声参数为2-40min/次，1-2次/d，超声周期为10-20d，超声过程中每2-4d更换一次溶剂。
11.优选的，所述多孔材料形状为球形、三维支架中的一种。
12.本发明的技术效果和优点：lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，通过设置不同的多孔材料、不同的孔径、孔隙率及超声参数，研究了不同材料外形对于同样频率、强度、脉冲比的lipus在相同多孔材料下的不同反应，同时对于同种成骨细胞在不同的孔径、孔隙率及超声参数下的各种相同多孔材料下的不同反应，同种成骨细胞在相同频率、强度、脉冲比下的不同多孔材料下的不同反应，发现对于相同频率、强度、脉冲比选用孔径为400-600μm，孔隙率为75％的钛酸钡复合生物压电陶瓷材料的三维支架效果要优于其它种类。
具体实施方式
13.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明述中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.实施例1
15.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，距离为5cm,频率为2.5mhz，强度为 2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为 8天，每2天更换一次溶剂，孔径为200-400μm，400-600μm，600-800μm 分别实验其成骨细胞分化能力。
16.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,400-600μm组在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后 400-600μm组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且200-400μm 组和400-600μm组在术后8d的骨长入深度大于其它两组(p0.05)。植入早期 400-600μm组骨接触率高于其它各组(p0.05),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.05)，400-600μm孔径的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
17.实施例2
18.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，距离为5cm,频率为2.5mhz，强度为 2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为 8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为60％、65％、70％、 75％、80％、85％，分别实验其成骨细胞分化能力。
19.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,钛酸钡复合生物压电陶瓷材料在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后钛酸钡复合生物压电陶瓷材料骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且70％组和80％组在术后8d的骨长入深度大于其它组 (p0.05)。植入早期75％组骨接触率高于其它各组(p0.04),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.04)，孔隙率75％的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
20.实施例3
21.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，
频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2 天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为3cm、4cm、 5cm、6cm、7cm、8cm分别实验其成骨细胞分化能力。
22.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,距离为5cm的组在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.06)。组织学分析可知,植入4d 后距离为5cm组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且距离为4cm 和距离为6cm在术后8d的骨长入深度大于其它组(p0.05)。植入早期距离为 5cm骨接触率高于其它各组(p0.06),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.06)，距离为5cm的硫酸钙/ 胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
23.实施例4
24.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为5cm，多孔材料选用三维支架实验其成骨细胞分化能力。
25.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,三维支架在植入4d 后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后三维支架组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律在术后8d的骨长入深度大于球形组。植入早期三维支架组骨接触率高于其它各组(p0.06),而植入 4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异 (p0.06)，距离为5cm的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
26.实施例5
27.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为钛酸钡复合生物压电陶瓷材料，频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为5cm，多孔材料选用三维支架实验其成骨细胞分化能力。
28.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,钛酸钡复合生物压电陶瓷材料在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后三维支架组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律，在术后8d的骨长入深度大于硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料。植入早期钛酸钡复合生物压电陶瓷材料组骨接触率高于其它各组(p0.05),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异 (p0.05)，钛酸钡复合生物压电陶瓷材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
29.lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，通过设置不同的多孔
材料、不同的孔径、孔隙率及超声参数，研究了不同材料外形对于同样频率、强度、脉冲比的lipus在相同多孔材料下的不同反应，同时对于同种成骨细胞在不同的孔径、孔隙率及超声参数下的各种相同多孔材料下的不同反应，同种成骨细胞在相同频率、强度、脉冲比下的不同多孔材料下的不同反应，发现对于相同频率、强度、脉冲比选用孔径为400-600μm，孔隙率为75％的钛酸钡复合生物压电陶瓷材料的三维支架效果要优于其它种类。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术领域
1.本发明属于lipus激活通路调控成骨细胞分化技术领域，具体涉及lipus 激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用。
背景技术：
2.lipus(低强度脉冲超声波)是一种超过人类听阈范围的高频声波，这种声波以压力波的形式存在，可对骨和周围组织产生微型压力作用，生物组织对lipus强度的选择反应性和敏感性也为体外实验所证实。
3.对于超声波促进骨愈合机制的研究基本上都是基于单一成骨细胞的研究，缺少同条件下lipus对于不同成骨细胞研究的综合报道，但是基于现有的机制不能用于解释lipus对不同成骨细胞的实验结果，并且骨缺损修复本身就是对缺损三维空间的修复过程，因此同条件下lipus对不同成骨细胞内骨愈合的作用机制的探索具有重要意义。也无法将lipus应用于不同材料的不同细胞中从而确定低强度脉冲超声波最佳的应用条件。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，为进一步研究lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用提供新的思路。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，所述lipus为一种中等频率、脉冲式输出的低强度超声波，频率为0.7-3.0mhz，强度为 0-3w/cm2，脉冲比为1：3.0-5.0。
7.优选的，所述多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料或羟基磷灰石/钛酸钡复合生物压电陶瓷材料。
8.优选的，所述多孔材料孔径为200-800μm，孔隙率为60％-85％。
9.优选的，溶剂为去离子水，lipus超声探头与多孔材料距离为3-8cm。
10.优选的，超声参数为2-40min/次，1-2次/d，超声周期为10-20d，超声过程中每2-4d更换一次溶剂。
11.优选的，所述多孔材料形状为球形、三维支架中的一种。
12.本发明的技术效果和优点：lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，通过设置不同的多孔材料、不同的孔径、孔隙率及超声参数，研究了不同材料外形对于同样频率、强度、脉冲比的lipus在相同多孔材料下的不同反应，同时对于同种成骨细胞在不同的孔径、孔隙率及超声参数下的各种相同多孔材料下的不同反应，同种成骨细胞在相同频率、强度、脉冲比下的不同多孔材料下的不同反应，发现对于相同频率、强度、脉冲比选用孔径为400-600μm，孔隙率为75％的钛酸钡复合生物压电陶瓷材料的三维支架效果要优于其它种类。
具体实施方式
13.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明述中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.实施例1
15.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，距离为5cm,频率为2.5mhz，强度为 2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为 8天，每2天更换一次溶剂，孔径为200-400μm，400-600μm，600-800μm 分别实验其成骨细胞分化能力。
16.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,400-600μm组在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后 400-600μm组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且200-400μm 组和400-600μm组在术后8d的骨长入深度大于其它两组(p0.05)。植入早期 400-600μm组骨接触率高于其它各组(p0.05),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.05)，400-600μm孔径的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
17.实施例2
18.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，距离为5cm,频率为2.5mhz，强度为 2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为 8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为60％、65％、70％、 75％、80％、85％，分别实验其成骨细胞分化能力。
19.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,钛酸钡复合生物压电陶瓷材料在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后钛酸钡复合生物压电陶瓷材料骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且70％组和80％组在术后8d的骨长入深度大于其它组 (p0.05)。植入早期75％组骨接触率高于其它各组(p0.04),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.04)，孔隙率75％的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
20.实施例3
21.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，球形材料位于上方， lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，
频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2 天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为3cm、4cm、 5cm、6cm、7cm、8cm分别实验其成骨细胞分化能力。
22.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,距离为5cm的组在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.06)。组织学分析可知,植入4d 后距离为5cm组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律且距离为4cm 和距离为6cm在术后8d的骨长入深度大于其它组(p0.05)。植入早期距离为 5cm骨接触率高于其它各组(p0.06),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异(p0.06)，距离为5cm的硫酸钙/ 胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
23.实施例4
24.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料，频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为5cm，多孔材料选用三维支架实验其成骨细胞分化能力。
25.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,三维支架在植入4d 后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后三维支架组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律在术后8d的骨长入深度大于球形组。植入早期三维支架组骨接触率高于其它各组(p0.06),而植入 4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异 (p0.06)，距离为5cm的硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物球形材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
26.实施例5
27.采用lipus加载型号为sonicator 740，接种mc3t3-e1成骨细胞的球形材料于八孔板中，将孔板和lipus仪器探头放置于水中，lipus仪器探头位于下方，从材料底部使用lipus对材料进行超声，多孔材料为钛酸钡复合生物压电陶瓷材料，频率为2.5mhz，强度为2w/cm2，脉冲比为1：4.0，超声参数为20-40min/次，1-2次/d，超声天数为8天，每2天更换一次溶剂，孔径为400-600μm，孔隙率为75％，距离为5cm，多孔材料选用三维支架实验其成骨细胞分化能力。
28.于植入后第2、4、8d分别进行x线透视、高能量ct扫描、组织切片染色及元素分析评价新骨长入和骨结合程度。ct扫描发现,钛酸钡复合生物压电陶瓷材料在植入4d后显示出更高的骨体积分数(bvf)(p0.05)。组织学分析可知,植入4d后三维支架组骨长入面积率表现出与ct扫描结果相似的规律，在术后8d的骨长入深度大于硫酸钙/胶原膜复合型多孔生物材料。植入早期钛酸钡复合生物压电陶瓷材料组骨接触率高于其它各组(p0.05),而植入4d后各组间骨接触率、界面结合强度以及孔隙内新骨成熟度未发现明显差异 (p0.05)，钛酸钡复合生物压电陶瓷材料，可获得满意的骨长入且在早期形成更稳定的骨-植入物界面。
29.lipus激活通路在调控多孔材料内成骨细胞分化中的应用，通过设置不同的多孔
材料、不同的孔径、孔隙率及超声参数，研究了不同材料外形对于同样频率、强度、脉冲比的lipus在相同多孔材料下的不同反应，同时对于同种成骨细胞在不同的孔径、孔隙率及超声参数下的各种相同多孔材料下的不同反应，同种成骨细胞在相同频率、强度、脉冲比下的不同多孔材料下的不同反应，发现对于相同频率、强度、脉冲比选用孔径为400-600μm，孔隙率为75％的钛酸钡复合生物压电陶瓷材料的三维支架效果要优于其它种类。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些
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