梯度仿生复合骨膜的制备及性能研究

目的临床上对于伴有骨膜受损甚至缺失的骨折,延迟愈合甚至骨不连仍是一个亟待解决的问题,构建梯度仿生的人工骨膜将有助于有效引导骨再生。方法本研究通过静电纺丝、超声和冷冻干燥的方法制备了PCL//矿化胶原基具有外纤维层、中间屏障层和内成骨层的仿生复合骨膜,使其具有梯度的多孔结构和力学强度。结果仿生骨膜整体拉伸强度为3.55±0.23 MPa,与天然骨膜(3~4 MPa)相近,骨膜层间最低黏合强度可达68.70±1.75 k Pa。外纤维层展现出良好的成纤维细胞生长形态及向膜内生长能力,中间层阻挡了细胞向成骨层的生长;内成骨层的矿化胶原成分改善了成骨细胞前体细胞的增殖、迁移、黏附及成骨分化。本研究建立了大鼠颅骨临界缺损模型,材料组的骨体积分数和骨矿物质密度可达15.37%和0.42 g/cc;组织学染色表明仿生复合骨膜可有效抵御软组织的向内入侵,同时其接触骨缺损一侧表现出良好的成骨效果;同时,血管化CD-31蛋白以及成骨相关基因OCN、Runx2表达量升高。结论本研究制备的仿生骨膜具有与天然骨膜匹配的力学强度,促进早期血管化和骨再生,将为组织工程支架有效引导骨再生提供一定的理论依据。