[发明专利]一种促进间充质干细胞定向成骨分化的方法

说明书

本发明涉及一种促进间充质干细胞定向成骨分化的方法，其解决了现有植入材料不能提供植入后体外动态调控表面电势以调节细胞功能及分化的技术问题，包括如下步骤：巨噬细胞扩增培养；间充质干细胞扩增培养；调控巨噬细胞极化及间充质干细胞向成骨分化：将巨噬细胞接种于具有磁电耦合效应的带电仿生植入膜材料表面，将间充质干细胞接种于共培养小室上；将接种了间充质干细胞的共培养小室移入放置了接种巨噬细胞的带电仿生膜材料培养板，建立间接共培养体系；改变外加磁场，引起磁电微环境改变，对巨噬细胞极化进行调控，从而促进间充质干细胞成骨分化。本发明可用于促进间充质干细胞定向成骨分化。

技术领域

本发明涉及一种促进细胞分化的方法，具体地说是一种促进间充质干细胞定向成骨分化的方法。

背景技术

伴随近年来经济的发展，由于外伤肿瘤等因素造成的骨缺损病例随之升高。目前常采用植入的方式来进行骨缺损的修复。植入物可分为自体骨，异体骨及人工合成材料。其中自体骨移植常存在供区骨量不足，术区二次感染等问题。异体骨的供体较少，且存在免疫排斥等风险。为了解决以上问题，采用人工合成材料代替骨组织进行植入修复，是目前组织工程的研究热点。研究人员发现，人体内存在天然的电磁微环境，且在组织的生长再生中发挥重要作用。为了模拟体内的电磁环境，采用电磁刺激进行骨组织缺损修复的方式得到广泛关注。目前常见的方式有外加电磁场或体内植入带电或带磁性的生物材料。但这些常用方式仍存在刺激区域无法精确定位，材料植入后电势衰减，无法实现材料植入后体外调控等缺陷。

骨组织再生是一个有巨噬细胞，间充质干细胞等多种细胞参与的复杂生理过程。巨噬细胞作为第一种到达缺损区域的细胞，在早期成骨过程中扮演者不可或缺的角色。巨噬细胞可分为促炎型(M1)和抗炎型(M2)，其中M2型巨噬细胞具有可分泌多种细胞因子，促进骨组织重建。因此，诱导巨噬细胞向M2型分化，可加速骨组织再生的进程。间充质干细胞具有多向分化潜能，是组织工程中常用的种子细胞。采用适当的电磁刺激调控巨噬细胞向M2型极化，分泌成骨相关细胞因子，从而诱导间充质干细胞成骨向分化，在骨组织再生的应用中有较大的应用前景。

专利申请号201811235132.7的中国发明专利申请公开了一种通过磁电耦合调控的带电仿生植入膜材料及其制备方法，其是由铁电高分子聚合物、磁性颗粒填料及有机溶剂制得的薄膜状材料，其解决了现有带电生物材料长期植入后电势衰减、远期修复效果不稳定的技术问题，但是其植入材料不能提供植入后体外动态调控表面电势以调节细胞功能及分化。

发明内容

本发明针对在现有植入材料不能提供植入后体外动态调控表面电势以调节细胞功能及分化的技术问题，提供一种植入后可调控的电磁材料，从而诱导巨噬细胞M2极化并促进间充质细胞定向成骨分化的方法。

为此，本发明提供一种促进间充质干细胞定向成骨分化的方法，其包括如下步骤：(1)巨噬细胞扩增培养；(2)间充质干细胞扩增培养；(3)调控巨噬细胞极化及间充质干细胞向成骨分化：将巨噬细胞接种于具有磁电耦合效应的带电仿生植入膜材料表面，将间充质干细胞接种于共培养小室上；(4)将接种了间充质干细胞的共培养小室移入放置了接种巨噬细胞的带电仿生膜材料培养板，建立间接共培养体系；(5)改变外加磁场，引起磁电微环境改变，对巨噬细胞极化进行调控，从而促进间充质干细胞成骨分化。

优选的，所述步骤(1)中，所述巨噬细胞为巨噬细胞Raw 264.7。

优选的，所述步骤(1)中，所述巨噬细胞Raw 264.7扩增培养采用无诱导因子的高糖DMEM培养基，于T25培养瓶中贴壁培养，细胞复苏后培养，通过加入培养基进行采用吹打的方式进行传代。

优选的，所述步骤(2)中，所述间充质干细胞扩增培养：采用无诱导因子的α-MEM培养基，MSCs细胞复苏后培养，2-3天采用质量体积比为0.25％的胰酶消化的方式进行传代。