明胶甲基丙烯酰氢凝胶的合成、表征及用于柚皮苷释放的可行性研究——其对体外成骨细胞的影响

《Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials》：Synthesis, Characterization and Feasibility of a Gelatin Methacryloyl Hydrogel for Naringenin Release—Effect on Osteoblasts In Vitro

钛表面经碱处理并涂覆含花椒素（NA）的明胶甲基丙烯酰（GelMA）涂层，通过抑制MMP-2和MMP-9表达调控成骨细胞修复相关基质金属蛋白酶系统。研究证实该复合涂层在维持细胞活力、调控酶活性方面具有潜在应用价值。

　　

摘要

口腔种植体安装失败可能与基质金属蛋白酶（MMPs）浓度升高有关。这些酶的过度表达会导致细胞外基质大量降解，从而延缓或阻碍组织修复。此外，其内源性抑制剂——组织金属蛋白酶抑制剂（TIMPs）往往不足以对抗病理性升高的MMP水平。为了解决这个问题，人们探索了多种调控MMP的策略，包括使用类黄酮物质如柚皮素（NA），这是一种具有良好抗炎效果和MMP下调作用的柑橘类化合物。此外，对钛（Ti）种植体进行表面改性可以增强组织反应并改善骨整合。本研究旨在表征和评估通过碱处理和含有NA的明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）涂层对体外种植体周围修复过程中成骨细胞（Ob）功能的影响。钛盘在60°C下用5 M氢氧化钠（NaOH）处理24小时进行碱化处理。制备了含有0%（对照组）或1% NA（w/w）的GelMA水凝胶（15% w/v），并将其作为涂层应用。对这些涂层进行了形态学、膨胀性、降解性和NA释放特性的分析。随后将SAOS-2成骨细胞（HTB-85）培养在涂覆的钛盘上，并评估了细胞黏附性、活力以及MMP-2、MMP-9、TIMP-1和TIMP-2的合成情况。数据通过单因素或双因素方差分析（ANOVA）和Student's t检验/事后检验（α = 0.05）进行分析。扫描电子显微镜确认涂层成功附着，其中GelMA+NA 1%组的表面比单独使用GelMA的更加均匀且多孔。两种配方在21天内的膨胀能力和降解特性相似（p > 0.05）。NA的释放持续了14天，在15小时时达到峰值。各组之间的细胞活力和黏附性没有显著差异（p > 0.05）。在GelMA上培养并暴露于炎症刺激因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的成骨细胞显示出MMP-2、MMP-9、TIMP-1和TIMP-2的合成增加。然而，在TNF-α刺激下，GelMA+NA 1%组中的MMP-2和MMP-9水平显著降低（p < 0.05），而TIMP-1和TIMP-2没有显著变化。总之，通过碱处理后进行GelMA/NA涂层的钛表面改性具有细胞相容性，表现出可控的降解性、持续的NA释放，并能下调成骨细胞中的MMP合成。这些结果表明，这种策略有望调节MMPs，有助于减轻过度基质降解并促进种植体周围组织的修复。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。