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铈离子混合价态的共存赋予了氧化铈生物抗氧化性，使得其能够催化分解生物体内的过量活性氧(ROS)，氧化铈对多种氧化应激状态下的细胞、组织和器官损伤表现出抗氧化和抵御损伤的作用。此外，氧化铈颗粒表面Ce3+/Ce4+比例会影响细胞胞体内外ROS含量，进而影响与成骨相关的骨髓间充质干细胞(BMSCs)和巨噬细胞RAW264.7的活性。本课题通过等离子喷涂工艺调控制备了具不同Ce3+/Ce4+比例的氧化铈涂层，研究涂层对氧化应激状态下BMSCs的保护作用及抗氧化机理，考察Ce3+/Ce4+比例对BMSCs成骨分化活性和巨噬细胞RAW264.7极化表达的影响，从分子水平揭示其调控机理。取得的主要研究成果如下: 1.采用等离子喷涂技术，调控喷涂工艺参数，制备了不同Ce3+/Ce4+比例的氧化铈涂层，其中CeO2-A涂层中Ce4+含量约为32.5％，涂层颜色为灰蓝色，CeO2-B涂层中Ce4+含量约为78.8％，涂层颜色为浅黄色。 2.氧化铈涂层对氧化应激模拟状态下BMSCs增殖、分化和矿化具有保护作用。此外，氧化铈涂层通过提高细胞内超氧化物歧化酶活性，降低ROS含量和细胞膜脂质氧化损伤，从而提升氧化应激下细胞的抗氧化能力与存活率。 3.氧化铈涂层表面有利于BMSCs的黏附和铺展，特别是含高Ce4+含量的氧化铈涂层。高Ce4+含量的CeO2-B涂层对BMSCs的增殖与成骨分化均有促进作用。CeO2-B涂层通过刺激细胞内BMP/SMAD信号通路，提高成骨分化基因与蛋白表达，显著增强BMSCs早期分化和矿化能力。 4.CeO2-B涂层通过调节RAW264.7巨噬细胞内ROS含量并干扰NF-κB信号通路，影响细胞粘附形貌与M1/M2极化活性。钛合金对照组和CeO2-A涂层表面的RAW264.7细胞均呈圆球状，这是M1型巨噬细胞的典型形貌。相比之下，含高Ce4+含量的CeO2-B涂层表面的RAW264.7呈伸展平铺状，呈现M2巨噬细胞的典型形貌。与钛合金对照组和CeO2-A涂层相比，CeO2-B涂层可明显下调表面RAW264.7细胞内促炎症因子IL-6和TNF-α基因表达，同时提升抑炎症因子IL-10和IL-1ra基因表达。