人工關(guān)節(jié)磨損顆粒對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞影響的研究現(xiàn)狀

王榮 周勝虎 李旭升

人工關(guān)節(jié)磨損顆粒對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞影響的研究現(xiàn)狀

王榮 周勝虎 李旭升

人工關(guān)節(jié)；間充質(zhì)干細(xì)胞；綜述；磨損顆粒

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)始于19 世紀(jì)［1］，此后伴隨著人工關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)和手術(shù)操作的日益規(guī)范，發(fā)展至今，人工關(guān)節(jié)置換術(shù)治療各種骨關(guān)節(jié)病的療效已經(jīng)得到肯定［2-3］。然而隨著假體植入時(shí)間的延長(zhǎng)，假體無(wú)菌性松動(dòng)成為影響手術(shù)遠(yuǎn)期療效的主要原因［4-5］，而人工關(guān)節(jié)磨損顆粒誘導(dǎo)的假體周圍骨溶解是導(dǎo)致假體無(wú)菌性松動(dòng)的最重要原因［6］。在對(duì)其機(jī)制的研究上，人們針對(duì)磨損顆粒對(duì)破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞的影響進(jìn)行了大量體外與體內(nèi)研究［7］。但后來(lái)的人體及動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，磨損顆粒還可以通過(guò)界面膜通路遷入骨髓腔，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）發(fā)生相互作用［8］。BMSCs來(lái)源于非造血組織，具有很強(qiáng)的增殖能力和多向分化潛能，是成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等間充質(zhì)來(lái)源細(xì)胞的前體細(xì)胞［9］。假體-骨界面的骨長(zhǎng)入與長(zhǎng)期穩(wěn)定需要BMSCs 成骨分化的持續(xù)表達(dá)［10-11］，有學(xué)者認(rèn)為磨損顆粒對(duì)BMSCs 的作用，將直接影響假體周圍骨再生和重建［12-13］。那么，其是否會(huì)影響人工關(guān)節(jié)的遠(yuǎn)期療效？現(xiàn)就人工關(guān)節(jié)磨損顆粒對(duì) BMSCs 影響問(wèn)題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述分析。以期為研究假體無(wú)菌性松動(dòng)的機(jī)制提供新的方向，為臨床醫(yī)生防治假體無(wú)菌性松動(dòng)開辟新的思路，同時(shí)為假體材料的改良提供參考和依據(jù)。

一、趨化、內(nèi)吞作用

細(xì)胞趨化是指細(xì)胞沿著外界某一物質(zhì)的濃度朝向或背離發(fā)放源進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，是發(fā)生后續(xù)細(xì)胞反應(yīng)的前提［14］。Fritton 等［15］將 BMSCs 與超高分子量聚乙烯（UHMWPE）顆粒共孵育，采用生物發(fā)光成像技術(shù)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn) BMSCs向 UHMWPE 發(fā)生了明顯的聚集。Huang 等［16］在他們的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，阻斷 BMSCs 表面 CCR1 或 CCR2 受體可使趨化效應(yīng)消除。Okafor 等［17］通過(guò)激光共聚焦掃描顯微鏡來(lái)觀察 BMSCs 對(duì)鈦顆粒的內(nèi)吞作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外顆粒的數(shù)量隨時(shí)間變化減少的同時(shí)細(xì)胞增殖率、基質(zhì)黏附率、成骨分化率逐漸降低，而細(xì)胞凋亡率增加。當(dāng)給予松胞素 D 干預(yù)后，由于抑制了 BMSCs 對(duì)顆粒的內(nèi)吞作用，上述不良反應(yīng)減輕。由此推斷出磨損顆粒對(duì) BMSCs的不良影響與 BMSCs 對(duì)顆粒的內(nèi)吞作用有密切關(guān)系。

二、對(duì)黏附、遷移能力的影響

骨生物力學(xué)研究表明，骨組織細(xì)胞變形黏附能力與細(xì)胞的增殖、分化成熟、功能基因表達(dá)密切相關(guān)［18-19］。吳江等［20-21］將 BMSCs 與不同直徑大小的鈦顆粒懸液共孵育，經(jīng)免疫熒光抗體染色結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)定量分析表面黏附分子表達(dá)的變化情況來(lái)判斷 BMSCs 黏附能力的變化。結(jié)果表明不同直徑大小的鈦顆?？刹煌潭鹊匾种起じ侥芰?，顆粒越小，抑制作用越明顯。侯彥華等［22］使用二氧化鈦（TiO2）納米顆粒處理 BMSCs12 h 和 24 h 后，對(duì)黏附蛋白的熒光強(qiáng)度進(jìn)行了定量分析，結(jié)果亦表明 TiO2顆粒可抑制 BMSCs 的黏附能力，且顆粒越小，抑制作用越明顯。同時(shí)他使用 Transwell 小室侵襲實(shí)驗(yàn)和傷口愈合實(shí)驗(yàn)（劃痕遷移評(píng)價(jià)）對(duì) BMSCs 遷移能力的變化進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn) TiO2顆粒的直徑越小，細(xì)胞數(shù)量及遷移能力受到的影響越重。他們的研究結(jié)果表明，鈦顆?？捎绊?BMSCs 的黏附、遷移能力，且這種影響與顆粒直徑負(fù)相關(guān)。

三、細(xì)胞毒性及對(duì)增殖的影響

Cao 等［23］通過(guò) MTT 比色法測(cè)定不同直徑、不同濃度、不同作用時(shí)間下鈦顆粒對(duì) BMSCs 的增殖的影響，結(jié)果顯示鈦顆粒對(duì)細(xì)胞增殖的影響與顆粒濃度、作用時(shí)間正相關(guān)，與顆粒直徑負(fù)相關(guān)，直徑 0.9 μm 的顆粒影響最為強(qiáng)烈。姜云鵬等［24］通過(guò)體外與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究不同類型磨損顆粒（鈦合金 Ti、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、UHMWPE、鉆鉻合金 Co-Cr）對(duì) BMSCs 的影響。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)顯示所有的顆粒均有一定的細(xì)胞毒性作用。MTT 細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)表明低濃度的 Ti、UHMWPE 和 Co-Cr 顆粒對(duì) BMSCs 增殖的抑制并不明顯，而高濃度的顆粒則明顯抑制細(xì)胞的增殖反應(yīng)，PMMA 顆粒無(wú)論在低濃度還是高濃度時(shí)都對(duì)細(xì)胞的增殖無(wú)明顯抑制作用。Wang 等［25］選用來(lái)自全髖置換患者股骨頭的 BMSCs 與直徑約 0.8～1.0 μm 的純鈦顆粒和氧化鋯顆粒進(jìn)行體外共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)純鈦顆粒可破壞細(xì)胞骨架，抑制細(xì)胞的增殖和活力，甚至引起細(xì)胞凋亡。而氧化鋯在相似的條件下對(duì) BMSCs 的增殖影響輕微，且并不誘發(fā)凋亡。Meng 等［26］、Haleem-Smith 等［27］的實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)暴露于鈦顆粒中的 BMSCs 結(jié)構(gòu)被破壞，增殖能力受到抑制。他們的研究表明磨損顆粒（UHMWPE、Ti、Co-Cr）具備細(xì)胞毒性且會(huì)對(duì) BMSCs 的增殖造成影響，這種影響與顆粒濃度、作用時(shí)間正相關(guān)，與顆粒直徑負(fù)相關(guān)。相比而言，PMMA 和氧化鋯顆粒的影響則輕微許多。

四、對(duì)成骨分化的影響

成熟的成骨細(xì)胞會(huì)釋放堿性磷酸酶、骨鈣素及 I 型膠原，并形成鈣結(jié)節(jié)，通過(guò)對(duì)它們的測(cè)定及觀察可反映BMSCs 的成骨分化是否受到抑制［28-29］。Wang 等［25］通過(guò)測(cè)定上述指標(biāo)進(jìn)行了鈦和氧化鋯顆粒對(duì) BMSCs 成骨分化影響的研究。結(jié)果表明鈦顆?？娠@著影響 BMSCs 的成骨分化，但同樣直徑的氧化鋯顆粒對(duì) BMSCs 的成骨分化卻并無(wú)影響。Schofer 等［30］和 Rakow 等［31］的研究證實(shí)鈷鉻鉬合金（Co-Cr-Mo）顆粒對(duì) BMSCs 的成骨分化具有負(fù)面作用，且與顆粒濃度正相關(guān)。Chiu 等［32］、Ma 等［33］的研究顯示PMMA 可抑制 BMSCs 的成骨分化。上述研究表明金屬顆粒（Ti、Co-Cr-Mo）和 PMMA 均可抑制 BMSCs 的成骨分化，且這種影響與顆粒濃度正相關(guān)，與直徑負(fù)相關(guān)；氧化鋯作為一種新型假體材料，不僅具備優(yōu)秀的耐磨能力［34］，而且其磨損顆粒對(duì) BMSCs 成骨分化的影響也很輕微。

五、對(duì) OPG / RANKL / RANK 系統(tǒng)的影響

骨保護(hù)素（OPG）/ 核激活因子受體配體（RANKL）/ 核激活因子受體（RANK）系統(tǒng)因其在破骨細(xì)胞分化成熟中的調(diào)控作用而成為研究熱點(diǎn)［35-36］。RANKL 與破骨細(xì)胞前體細(xì)胞表面 RANK 結(jié)合后，會(huì)使其分化為成熟破骨細(xì)胞，從而造成骨溶解。OPG 可與 RANKL 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合 RANK，從而抑制破骨細(xì)胞的分化成熟，進(jìn)而起到骨保護(hù)的作用［37-38］。Wang 等［39］使用流式細(xì)胞術(shù)及 ELISA 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)患者 BMSCs 的 OPG 和 RANKL 表達(dá)水平，結(jié)果顯示這些患者擁有很高的 RANKL 表達(dá)，而 OPG 表達(dá)水平卻很低。姜云鵬等［24］發(fā)現(xiàn)其實(shí)驗(yàn)中的所有顆粒（Ti，PMMA，UHMWPE，Co-Cr）均刺激 BMSCs 表達(dá)更高的RANKL 水平，在這些顆粒中，PMMA 顆粒刺激的細(xì)胞表達(dá) RANKL 水平最低，提示 PMMA 在 RANKL / RANK 系統(tǒng)介導(dǎo)的骨溶解中的作用可能最小。

六、核因子-κB 誘騙寡核苷酸（NF-κBdecoy ODNs）的作用

Lin 等［8］將核因子-κB 誘騙寡核苷酸轉(zhuǎn)染入 UHMWPE負(fù)載的 BMSCs 中，發(fā)現(xiàn)它增強(qiáng)了細(xì)胞活性和 OPG 的表達(dá)。因此，通過(guò)核因子-κB 誘騙寡核苷酸轉(zhuǎn)染 BMSCs 可能通過(guò)保護(hù) BMSCs 的成骨能力而削弱破骨細(xì)胞介導(dǎo)的溶骨效應(yīng)。

七、二磷酸鹽對(duì) BMSCs 的保護(hù)作用

Vermes 等［40］進(jìn)行了鈦顆粒負(fù)載下二磷酸鹽對(duì) BMSCs影響的研究，結(jié)果顯示二磷酸鹽可抑制 BMSCs 釋放 IL-6和 TNF-α，部分恢復(fù)了成骨細(xì)胞堿性磷酸酶、骨鈣素及I 型膠原的分泌。von Knoch 等［41］的研究發(fā)現(xiàn)，二磷酸鹽能刺激 BMSCs 的增殖并啟動(dòng)其向成骨細(xì)胞的分化。綜合他們的研究成果，二磷酸鹽對(duì) BMSCs 的增殖與成骨分化有積極的促進(jìn)作用。

八、不足與展望

目前研究多通過(guò)觀察 BMSCs 增殖分化、測(cè)定釋放的細(xì)胞因子及蛋白表達(dá)來(lái)反映人工關(guān)節(jié)磨損顆粒對(duì) BMSCs影響，但對(duì)釋放細(xì)胞因子的信號(hào)傳導(dǎo)途徑及影響增殖分化的分子生物學(xué)機(jī)制鮮有研究且尚無(wú)明確的答案［27］。這些因子及途徑之間既具有聯(lián)合的協(xié)同作用［42］，又有相互的制約關(guān)系［43］，因此，將它們作為全新的研究方向，才能在假體松動(dòng)機(jī)制的研究上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍［44］。

隨著更耐磨的假體材料的應(yīng)用及負(fù)重關(guān)節(jié)面設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，磨損顆粒直徑大多數(shù)在1 μm 以下（主要為金屬和陶瓷顆粒），研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)直徑越小的顆粒對(duì) BMSCs的影響越大［45］。因此未來(lái)關(guān)于磨損顆粒的研究應(yīng)選用納米級(jí)顆粒［46］。

新型材料擁有更出色的耐磨損性能，但 Rajpura 等［45］對(duì)交聯(lián)聚乙烯的一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)其誘發(fā)的骨溶解的能力強(qiáng)于超高分子量聚乙烯。因此，新的假體雖然更耐磨，但其產(chǎn)生的磨損顆粒是否對(duì)細(xì)胞有更強(qiáng)的負(fù)面作用？尚有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

［1］張先龍，吳海山，戴戎.人工關(guān)節(jié)置換臨床實(shí)踐與思考.1版.北京: 人民衛(wèi)生出版社.2012:16.

［2］王俏杰，張先龍.人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的現(xiàn)狀與熱點(diǎn).中華關(guān)節(jié)外科雜志，2015，9（6）:718-724.

［3］Tria AJ，Scuderi GR.Minimally invasive knee arthroplasty: An overview.World J Orthop，2015，6（10）:804-811.

［4］Chong DY，Hansen UN，Amis AA.Analysis of bone-prosthesis interface micromotion for cementless tibial prosthesis fixation and the influence of loading conditions.J Biomech，2010，43（6）:1074-1080.

［5］Kanaji A，Orhue V，Caicedo MS，et al.Cytotoxic effects of cobalt and nickel ions on osteocytes in vitro.J Orthop Surg Res，2014，9（1）:1-8.

［6］Utzschneider S，Lorber V，Dedic M，et al.Biological activity and migration of wear particles in the knee joint: an in vivo comparison of six different polyethylene materials.J Mater Sci Mater Med，2014，25（6）:1599-1612.

［7］Pajarinen J，Lin TH，Sato T，et al.Interaction of materials and biology in total joint replacement - successes，challenges and future directions.J Mater Chem B Mater Biol Med，2014，2（41）: 7094-7108.

［8］Lin TH，Sato T，Barcay KR，et al.NF-kappaB decoy oligodeoxynucleotide enhanced osteogenesis in mesenchymal stem cells exposed to polyethylene particle.Tissue Eng Part A，2015，21（5-6）:875-883.

［9］Meppelink AM，Wang XH，Bradica G，et al.Rapid isolation of bone marrow mesenchymal stromal cells using integrated centrifuge-based technology.Cytotherapy，2016，18（6）:729-739.

［10］Todeschi MR，EI Backly R，Capelli C，et al.Transplanted umbilical cord mesenchymal stem cells modify the in vivo microenvironment enhancing angiogenesis and leading to bone regeneration.Stem Cells Dev，2015，24（13）:1570-1581.

［11］Tan J，Xu X，Tong Z，et al.Decreased osteogenesis of adult mesenchymal stem cel s by reactive oxygen species under cyclic stretch: a possible mechanism of age related osteoporosis.Bone Res，2015，3（1）:46-51.

［12］Hou Y，Cai K，Li J，et al.Effects of titanium nanoparticles on adhesion，migration，proliferation，and differentiation of mesenchymal stem cells.Int J Nanomedicine，2013，8（36）:19-30.

［13］Tuan RS.Role of adult stem/progenitor cells in osseointegration and implant loosening.Int J Oral Maxillofac Implants，2011，26（Suppl）:S50-62.

［14］Huang L，Hu J，Su Y，et al.Identification and characterization of three Vibrio alginolyticus non-coding RNAs involved in adhesion，chemotaxis，and motility processes.Front Cell Infect Microbiol，2015，5（56）:1-13.

［15］Fritton K，Ren PG，Gibon E，et al.Exogenous MC3T3 preosteoblasts migrate systemically and mitigate the adverse effects of wear particles.Tissue Eng Part A，2012，18（23-24）: 2559-2567.

［16］Huang Z，Ma T，Ren PG.et al.Effects of orthopedic polymer particles on chemotaxis of macrophages and mesenchymal stem cells.J Biomed Mater Res A，2010，94（4）:1264-1269.

［17］Okafor CC，Haleem-Smith H，Laqueriere P，et al.Particulate endocytosis mediates biological responses of human mesenchymal stem cells to titanium wear debris.J Orthop Res，2006，24（3）:461-473.

［18］Ruppender N，Larson S，Lakely B，et al.Cellular adhesion promotes prostate cancer cells escape from dormancy.PLoS One，2015，10（6）:1-16.

［19］Sun S，Yu W，Zhang Y，et al.Increased preosteoblast adhesion and osteogenic gene expression on TiO2 nanotubes modified with KRSR.J Mater Sci Mater Med，2013，24（4）:1079-1091.

［20］吳江，陳槐卿.鈦顆粒負(fù)荷對(duì)假體松動(dòng)過(guò)程中主要細(xì)胞功能的影響及其機(jī)理研究.［2016-05-26］.http://xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri:（e226f02092e8cee2c973612bdf576273）&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D鈦顆粒負(fù)荷對(duì)假體松動(dòng)過(guò)程中主要細(xì)胞功能的影響及其機(jī)理研究&tn=SE_ baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8.

［21］Wu J，Zhao Z，Wang Y，et al.Investigation on disturbing of adipocytic differentiation of rBMSCs by loaded titanium particles.Journal of biomedical engineering，2013，30（5）:1010-1014.

［22］侯彥華，蔡開勇.不同尺度二氧化鈦納米顆粒的細(xì)胞毒性及其機(jī)制研究.［2016-05-26］.http://xueshu.baidu.com/s？wd=不同尺度二氧化鈦納米顆粒的細(xì)胞毒性及其機(jī)制研究&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&cl=3&ie=utf-8&bs=paperur i%3A%28e226f02092e8cee2c973612bdf576273%29&f=8&r sv_bp=1&rsv_sug2=1&sc_f_para=sc_tasktype%3D%7BfirstSi mpleSearch%7D&rsv_n=2.

［23］Cao H，Chen HQ，Wu J，et al.Effect of titanium particles loading on the viability of mesenchymal stem cells after osteoblastic induction.Journal of Sichuan University（Medical Science Edition），2004，35（3）:323-326.

［24］姜云鵬，賈堂宏.骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在磨損顆粒導(dǎo)致的假體周圍骨溶解中的重要作用.［2016-05-26］.http://xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri:（30f51cf8afa559a7cff0efd9148bd3db）&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在磨損顆粒導(dǎo)致的假體周圍骨溶解中的重要作用&tn=SE_ baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8.

［25］Wang ML，Nesti LJ，Tuli R，et al.Titanium particles suppress expression of osteoblastic phenotype in human mesenchymal stem cells.J Orthop Res，2002，20（6）:1175-1184.

［26］Meng B，Chen J，Guo D，et al.The effect of titanium particles on rat bone marrow stem cells in vitro.Toxicol Mech Methods，2009，19（9）:552-558.

［27］Haleem-Smith H，Argintar E，Bush C，et al.Biological responses of human mesenchymal stem cells to titanium wear debris particles.J Orthop Res，2012，30（6）:853-863.

［28］Chen Q，Yuan Y，Chen T，et al.Morphology，differentiation and adhesion molecule expression changes of bone marrow mesenchymal stem cells from acute myeloid leukemia patients.Mol Med Rep，2014，9（1）:293-298.

［29］Henrich D，Nau C，Kraft SB，et al.Effect of the harvest procedure and tissue site on the osteogenic function of and gene expression in human mesenchymal stem cells.Int J Mol Med，2016，37（4）:976-988.

［30］Schofer MD，F(xiàn)uchs-Winkelmann S，Kessler-Thones A，et al.The role of mesenchymal stem cells in the pathogenesis of Co-Cr-Mo particle induced aseptic loosening: an in vitro study.Biomed Mater Eng，2008，18（6）:395-403.

［31］Rakow A，Schoon J，Dienelt A，et al.Influence of particulate and dissociated metal-on-metal hip endoprosthesis wear on mesenchymal stromal cells in vivo and in vitro.Biomaterials，2016，26（98）:31-40.

［32］Chiu R，Ma T，Smith RL，et al.Polymethylmethacrylate particles inhibit osteoblastic differentiation of bone marrow osteoprogenitor cells.J Invest Med，2006，77（4）:850-856.

［33］Ma GK，Chiu R，Huang Z，et al.Polymethylmethacrylate particle exposure causes changes in p38 MAPK and TGF-beta signaling in differentiating MC3T3-E1 cells.J Biomed Mater Res A，2010，94（1）:234-240.

［34］Berni M，Lopomo N，Marchiori G，et al.Tribological characterization of zirconia coatings deposited on Ti6Al4V components for orthopedic applications.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl，2016，1（62）:643-655.

［35］Geusens P.The role of RANK ligand/osteoprotegerin in rheumatoid arthritis.Ther Adv Musculoskelet Dis，2012，4（4）: 225-233.

［36］Mizrak S，Turan V，Inan S，et al.Effect of nicotine on RANKL and OPG and bone mineral density.J Invest Surg，2014，27（6）: 327-331.

［37］Yu M，Chen X，Lv C，et al.Curcumol suppresses RANKL-induced osteoclast formation by attenuating the JNK signaling pathway.Biochem Biophys Res Commun，2014，447（2）: 364-370.

［38］孔令擘，朱慶生.骨保護(hù)素/核激活因子受體配體/核激活因子受體（OPG/RANKL/RANK）系統(tǒng)與人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后的假體周圍骨溶解.第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29（2）:186-189.

［39］Wang CT，Lin YT，Chiang BL，et al.Over-expression of receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand（RANKL），inflammatory cytokines，and chemokines in periprosthetic osteolysis of loosened total hip arthroplasty.Biomaterials，2010，31（1）:77-82.

［40］Vermes C，Chandrasekaran R，Dobai JG，et al.The combination of pamidronate and calcitriol reverses particle- and TNF-alphainduced altered functions of bone-marrow-derived stromal cells with osteoblastic phenotype.J Bone Joint Surg Br，2004，86（5）:759-770.

［41］von Knoch F，Jaquiery C，Kowalsky M，et al.Effects of bisphosphonates on proliferation and osteoblast differentiation of human bone marrow stromal cells.Biomaterials，2005，26（34）:6941-6949.

［42］Wang N，Xu Y，Qin T，et al.Myocardin-related transcription factor-A is a key regulator in retinoic acid-induced neural-like differentiation of adult bone marrow-derived mesenchymal stem cells.Gene，2013，523（2）:178-186.

［43］Yamanaka S.Induced pluripotent stem cells: Past，present，and future.Cell Stem Cell，2012，10（6）:678-684.

［44］尤田.人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體無(wú)菌性松動(dòng)的機(jī)制及預(yù)防的研究現(xiàn)狀.中國(guó)矯形外科雜志，2011，19（24）:2061-2064.

［45］Rajpura A，Kendoff D，Board TN.The current state of bearing surfaces in total hip replacement.Bone Joint J，2014，96-b（2）:147-156.

［46］Catelas I，Wimmer MA.New insights into wear and biological effects of metal-on-metal bearings.J Bone Joint Surg Am，2011，93（Suppl 2）:S76-83.

（本文編輯：李貴存）

Research status of the effects of prosthesis wear particles on bone marrow mesenchymal stem cells

WANG Rong，ZHOU Sheng-hu，LI Xu-sheng.Department of Joint Surgery，Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Area Command，Lanzhou，Gansu，730050，PRC

LI Xu-sheng，Email: lixush1968@sina.com

To review the research status of the effects of joint prosthesis wear particles on bone marrow mesenchymal stem cells（BMSCs）.Joint prosthetic replacement is an effective way to treat osteoarthrosis of advanced stage，which can get rid of arthral pain，eliminate the joint deformities and rebuild the function of activity to boost life quality.Aseptic loosening is the main reason of the failure of arthroplasty.Wear particle induced biological reaction in tissues surrounding the prosthesis is an important factor of osteolysis and aseptic loosening after the arthroplasty.Wear particles move into the bone marrow cavity through the implant-bone interface membrane pathways，and interact with BMSCs.Wear particles affect the bone regeneration and reconstruction around the prosthesis by influencing adhesion and migration，proliferation and osteogenic differentiation and expression of osteoprotegerin（OPG）and receptor activator for nuclear factor-κB ligand（RANKL）of BMSCs.Decoy oligodeoxynucleotides for NF-κB could enhance the activity and OPG expression of BMSCs.Diphosphate could inhibit the release of inflammatory cytokines and promote the proliferation and osteogenic differentiation，playing a positive role in the prevention and treatment of aseptic loosening.

Joint prosthesis；Mesenchymal stem cells；Review；Wear particles

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.10.012

R687.4，Q813

730050 甘肅，蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院全軍骨科中心關(guān)節(jié)骨病外科通信作者：李旭升，Email: lixush1968@sina.com

（2016-02-27）