背景:植体失败的重要和常见的原因之一就是无菌性松动,而颗粒是后者的主要的致病因素,而临床中常使用不同材料的组合以取长补短,但不同类型材料的颗粒间的生物相互作用尚不清楚,这对植体设计至关重要。目的:本研究旨在分析不同类型颗粒间的生物相互作用以及蛋白酶体抑制剂硼替佐米对颗粒疾病的影响。方法:体外实验,将不同粒径和浓度的钛、氧化铝、超高分子聚乙烯颗粒暴露于细胞中,以模拟植体脱落颗粒诱导骨质溶解和炎症的过程。设置不同植体材料颗粒浓度梯度,运用流式细胞仪检测凋亡,从中选取合适刺激颗粒的种类及粒径以及验证硼替佐米对植体颗粒病的治疗效果。经凋亡实验进行筛选后,选取微米级的钛颗粒与纳米级的氧化铝颗粒,并进一步利用MTT和光镜观察进行验证。此外还有运用western blot在蛋白水平上检测NF-κB相关信号分子、炎症相关因子和自噬标志物LC3的表达,运用RT-PCR在mRNA水平上检测炎症因子。细胞免疫荧光和western blot从半定量和不定量检测自噬标志物LC3的表达情况。颗粒动物模型中,采用C57BL/6J小鼠构建小鼠颅骨骨质溶解模型。分为5组,对照组、钛颗粒组、铝颗粒组、钛-铝颗粒混合组、钛-铝颗粒混合联合硼替佐米组。2周后收取样本,软硬组织部分行HE和免疫组化染色,硬组织则经Micro-CT扫描测量孔隙率、骨小梁厚度,3D头颅重建等分析骨破坏情况。结果:通过流式细胞仪测定不同颗粒间生物相互作用的生物活性筛选,结果表明氧化铝均可减小氧化钛颗粒毒性,其中,微米级氧化钛(Ti-μ)颗粒在细胞中的毒性更强,引起细胞死亡和凋亡的比例比纳米级氧化铝(Al-n)大。同时我们通过体内的MTT、细胞流式测试、细胞免疫荧光实验、PCR、western blot,以及体外动物实验micro-CT、苏木精-伊红(HE)和免疫组化实验,均发现Al-n通过阻断核因子κB(NF-κB)信号通路的激活,启动自噬过程,抑制了Ti-μ诱导的炎症因子的分泌和凋亡。此外,硼替佐米还可以通过阻断细胞凋亡和NF-κB通路的激活减轻炎症反应,并可明显降低颗粒诱导的体内骨溶解。结论:Al-n和硼替佐米可以减轻由Ti-μ引起的颗粒病,是一种潜在的治疗无菌性松动的有效方法。