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《济南大学》 2011年
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四种常见纳米材料对小鼠骨代谢的影响

曲晨  
【摘要】:背景:纳米材料是在三维结构中至少有一维处于1-100 nm范围内的物质,具有表面积大、尺寸极小、催化效率高、表面活性位点多且活性高以及吸附能力强等优点。材料在纳米尺度下可以表现出与常规材料不同的特殊物理化学性质,这使纳米材料及纳米技术成为近几十年来科学研究和开发的热点。研究发现,纳米材料可以不同程度的导致细胞趋化并吞噬纳米颗粒,释放氧自由基引起氧化损伤,启动非正常细胞凋亡,诱发炎性反应等多种生物学效应,影响生物的正常生长,代谢。在体内试验中,已经证实纳米材料对多个脏器(肝脏,肾脏,肺脏,脑)产生毒性,导致机体细胞组织损害,脏器功能障碍。例如,碳纳米管可对呼吸、消化等多个系统产生毒性,量子点可引起体内组织破坏,造成肝脏、肾脏的严重损伤,纳米银长期大剂量暴露也对肾脏、肝脏、肺脏产生危害。然而,尚未有研究探讨这些纳米材料对内分泌代谢的影响。本文旨在筛查四种常见纳米材料(单壁碳纳米管,多壁碳纳米管,量子点,纳米银)慢性暴露对小鼠骨代谢的影响,从而为纳米材料的安全性评价提供数据支持。 目的:探讨四种常见纳米材料(单壁碳纳米管,多壁碳纳米管,纳米银,量子点)对小鼠骨代谢的影响。 方法:选取8周龄健康昆明小鼠给予不同剂量的上述四种纳米材料,各纳米材料分别设高、中、低剂量组,溶剂对照、离子对照组,以及阳性对照组,每周三次进行腹腔注射。用药6周后检测骨破坏情况、骨生物力学改变以及血清中钙的含量,测定腹腔灌洗液蛋白含量、血清炎性因子水平及体外炎性因子的表达水平。 结果:1.四种纳米材料与其相应溶剂对照组相比,多壁碳纳米管溶骨发生率显著增高,高、中剂量组骨灰干重比及三个剂量组生物力学指标有显著性差异(P0.05),高剂量组血清钙显著升高(P0.05)。2.单壁碳纳米管溶骨发生率上升,高、中剂量组骨灰干重比及生物力学指标降低(P0.05),各组血清钙水平无显著性差异(P0.05)。3.量子点各剂量组溶骨发生率无差异(P0.05),高、中剂量组骨灰干重比、最大载荷、弹性载荷降低,血清钙水平无显著性差异(P0.05)。4.纳米银各剂量组溶骨发生率未增加(P0.05),灰干重比、生物力学各指标及血清钙水平无统计学差异(P0.05)。5.多壁碳纳米管和单壁碳纳米管的腹腔灌洗液蛋白含量、血清IL-1β与IL-6水平显著性增加(P0.05),体外实验细胞IL-1β与IL-6表达增加,TNF-α水平改变无统计学差异(P0.05)。6.量子点和纳米银的炎性因子水平在腹腔灌洗液、血清及体外实验中,均无显著性增加(P0.05)。 结论:1.多壁碳纳米管长期暴露可引起小鼠溶骨性破坏、骨量下降、骨强度减低;单壁碳纳米管与量子点对骨代谢的影响不显著,纳米银不会引起骨代谢改变。2.单壁碳纳米管及多壁碳纳米管影响骨代谢的机制为诱导机体释放IL-1β与IL-6等炎性因子,破骨细胞分化增多,骨吸收增加所致。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R318.08

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