Mechanismen der verstärkten Genexpression von Osteoblasten in Anwesenheit von hydroxyapatitbeschichteten Eisenoxid-Magnetnanopartikeln

Hydroxyapatit (HA) beschichtete Eisenoxid (Fe(3)O(4)) Magnetnanopartikel haben gezeigt, dass sie die Proliferation von Osteoblasten (knochenbildenden Zellen) und die Differenzierung von Osteoblasten in kalziumablagende Zellen (durch erhöhte Sekretion von alkalischer Phosphatase, Kollagen und Kalziumablagerung) im Vergleich zu Kontrollproben ohne Nanopartikel fördern. Solche Nanopartikel sind somit sehr vielversprechend für zahlreiche orthopädische Anwendungen, einschließlich magnetisch gesteuerter Osteoporosebehandlung. Ziel der aktuellen Studie war es, die Mechanismen der vorgenannten verbesserten Osteoblastenreaktionen in Anwesenheit von HA-beschichteten Fe(3)O(4)-Nanopartikeln zu erläutern. Die Ergebnisse zeigten große Mengen an Fibronectin (ein Protein, das bekannt ist, die Funktionen von Osteoblasten zu erhöhen) Adsorption auf HA-beschichteten Fe(3)O(4)-Nanopartikeln. Insbesondere verdoppelte sich die Fibronectin-Adsorption nahezu, als die Konzentrationen der HA-beschichteten Fe(3)O(4)-Nanopartikel von 12,5 auf 100 μg ml(-1) erhöht wurden, und von 12,5 auf 200 μg ml(-1) wurde ein vierfacher Anstieg beobachtet. Die Ergebnisse zeigten auch eine größere Genregulation von Osteoblasten (insbesondere Osteocalcin, Typ I Kollagen und cbfa-1) in Anwesenheit von HA-beschichteten Fe(3)O(4)-Nanopartikeln. Insgesamt bieten diese Ergebnisse einen Mechanismus für die beobachteten verbesserten Funktionen von Osteoblasten in Anwesenheit von HA-beschichteten Eisenoxid-Nanopartikeln, was ihre weitere Untersuchung für eine Vielzahl von orthopädischen Anwendungen ermöglicht.