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Caspase-3表达强度评价新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢的生物相容性

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综述:Caspase-3与细胞凋亡

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摘要

目的：
　　 作为生物医用材料的不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和综合力学性能,且加工工艺简便,是生物医用材料中应用最多、最广的一类材料。新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢(BIOSS4高氮无镍奥氏体不锈钢)是由中科院金属研究所研制的一种新型的金属材料,这种材料优良的机械性能已经通过实验得到验证,但其生物相容性还需要进一步的研究。本研究就是利用凋亡相关因子Caspase-3的表达强度辅以浓度梯度分析新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢的生物相容性,以期使之应用于临床,使国内产品得以推广。
　　 材料与方法：
　　 1、细胞培养；
　　 L929细胞用含10％胎牛血清的RPMI1640细胞培养基在37℃、5％CO2培养箱中培养并传代。
　　 2、Hoechst33342/PI双染进行细胞形态学检测；
　　 设立实验组(新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢组),对照组(317L不锈钢组、钴铬合金组、金合金组、空白组)。用5种液体分别培养L929细胞48h后,进行Hoechst33342/PI双染,荧光显微镜下观察活细胞、凋亡细胞、坏死细胞。
　　 3、Caspase-3分光光度法检测；
　　 设立实验组(新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢组)、对照组(317L不锈钢组、钴铬合金组、金合金组、空白组)。用5种不同浓度(25％、50％、100％)的浸提液分别培养L929细胞4h后收集细胞,提取蛋白,染色后用分光光度计测定OD值,计算Caspase-3活化度。
　　 4、Caspase-3抑制实验；
　　 细胞加细胞裂解液,离心后的上清液另取100μL转入EP管中,先加入Ac-DEVD-fmk10μL(1μg/μL),室温作用30min后,再加入Ac-DEVD-pNA10μL(1μg/μL)。37℃水浴1h后测其荧光强度及细胞凋亡率。同一份标本比较其加与不加Caspase-3抑制剂的荧光强度及凋亡率。
　　 结果：
　　 1、各组细胞加样培养48h后Hoechst33342/PI双染,荧光显微镜观察实验各组均可见凋亡细胞。
　　 2、不同浓度浸提液作用下Caspase-3活化度情况。各组材料Caspase-3活化度由小到大依金合金组次为:空白对照组＜金合金组＜新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢＜钴铬合金＜317L不锈钢。各实验组均随浸提液浓度的增大,Caspase-3活化度增强。各浓度组之间Caspase-3活化度有显著性差异(P＜0.05),25％和50％浓度的金合金组与空白组无显著性差异(P＜0.05)。
　　 3、Caspase-3活化抑制试验:4种材料未加抑制剂时Caspase-3活性分别是5.618、10.841、7.608、1.181,加入Caspase-3抑制剂Ac-DEVD-fmk后作用30min,其Caspase-3活化测定结果分别是3.207、5.451、3.573、0.316,表明抑制剂能有效地抑制测定物活性,并抑制各组材料对L929细胞的凋亡诱导作用,该项检测具有较高的特异性。
　　 结论：
　　 1、4种材料生物相容性由好及差依次为:金合金组＜新型医用高氮无镍奥氏体不锈钢＜钴铬合金＜317L不锈钢。
　　 2、随着浸提液浓度的增加,各组材料Caspase-3活化程度提高。
　　 3、凋亡相关因子Caspase-3在浓度梯度的辅助下有可能成为评价金属材料生物相容性的参考指标之一。

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