静电纺丝复合缓释抗菌微球的制备及性能分析

背景:临床静脉注射抗生素治疗骨髓炎时,由于骨骼血供较差,药物难以在骨髓炎局部病灶处达到有效治疗浓度,治疗效果不佳一直是临床瓶颈。目的:研制一种可局部缓释盐酸万古霉素、同时具备成骨作用的可降解生物材料植入物,在治疗骨髓炎的同时尽可能起到促进局部骨组织修复的作用。方法:将6,12,18 g/L的盐酸万古霉素-海藻酸钠溶液以电喷的方式制成微球,进行真空冷冻干燥处理;制备聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯电纺溶液,电纺同时,向接收装置上加入载盐酸万古霉素微球,使其包裹于电纺丝中,制备了含6,12,18 g/L盐酸万古霉素微球的静电纺丝支架,分别记为P@VancoMs6、P@VancoMs12、P@VancoMs18。(1)体外实验:将MC3T3-E1细胞分别接种于3种支架上,检测细胞黏附、增殖,筛选适宜额盐酸万古霉素质量浓度,用于后续实验。将MC3T3-E1细胞接种于P@VancoMs6、P@VancoMs12上,加入成骨诱导培养基,通过Ⅰ型胶原和骨钙蛋白免疫荧光染色评价支架体外成骨性能。将P@VancoMs6、P@VancoMs12分别与金黄色葡萄球菌共培养,采用抑菌圈实验分析复合物的抗菌性能。(2)将聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯支架与P@VancoMs6、P@VancoMs12分别植入SD大鼠皮下,组织学切片观察支架的生物相容性。结果与结论:(1)体外实验:细胞黏附与增殖实验显示,P@VancoMs6、P@VancoMs12对细胞增殖无影响,可用于后续实验。P@VancoMs6、P@VancoMs12可抑制金黄色葡萄球菌的生长,并且P@VancoMs12的抑制作用更明显。免疫荧光染色显示,P@VancoMs6、P@VancoMs12可促进细胞分泌Ⅰ型胶原和骨钙蛋白。(2)体内实验:皮下植入4 d后,3组植入物均可见炎细胞浸润,但未见坏死灶。(3)结果表明:含6,12 g/L载盐酸万古霉素微球的静电纺丝支架具有良好的抗菌作用与促成骨作用。

可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇复合水凝胶支架的性能评价

背景:可注射海藻酸钠水凝胶可以通过非侵入性或微创方式修复骨缺损,但力学性能欠佳,聚乙二醇基水凝胶具有弹性,将材料复合有望提高水凝胶支架的机械性能及细胞生物相容性。目的:探索葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇复合水凝胶的理化性能,以及对鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。方法:以葡萄糖酸内酯为交联剂,分别制备葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶(交联剂的浓度分别为5,10,20 g/L,依次记为A、B、C组)与葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙水凝胶(交联剂的浓度为10 g/L,记为D组),表征4组水凝胶的形态、机械性能与凝胶时间。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与4组水凝胶共培养,利用CCK-8法检测细胞增殖,Live/Dead荧光染色观察细胞存活情况,Ⅰ型胶原免疫细胞化学染色检测成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下,A、B、C组可见类似黏结性的丝状结构,A组孔径分布不均匀,B组孔径分布均匀且孔隙率高,C组孔隙率高但孔径大小不一,D组孔径分布不均且孔隙率低。②理化性质:B组的压缩应力高于D组(P<0.05),并且随着交联剂浓度的增加,A、B、C组支架的压缩应力增强(P<0.05);压缩50%后水凝胶的大体观显示,压缩后D组有较大裂纹,B组仅有较小裂纹;A、B、C组凝胶时间随加入交联剂浓度的增加而缩短,B组凝胶时间较D组稍延长(P<0.05)。③CCK-8实验检测显示,A、B组的细胞增殖速率高于C组(P<0.05),B组高于D组(P<0.05);Live/Dead染色显示,各组细胞存活率均较高,但C组死细胞较其他3组多。④免疫细胞化学染色显示,A、B、D组细胞呈多角形,C组细胞部分呈圆形,B组绿色荧光强度较其他3组高,且细胞骨架和微丝的形态及细胞数量也优于其他3组。⑤结果表明,葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶具有良好的机械性能和稳定性,其中以10 g/L葡萄糖酸内酯制备的水凝胶能有效促进鼠骨髓间充质干细胞的增殖和分化。

组织工程领域中过氧化物的研究进展

在植入物与宿主整合的过程中,如何维持细胞活力和代谢活性对于工程组织的存活和功能至关重要。过氧化物可被用作氧释放材料来减少细胞凋亡,提高工程组织存活率和成功率。过氧化物通过氧气释放对细菌产生抑制作用,释放主要机制是水解,常用的过氧化物包括过氧化钠、过氧化钙、过氧化钠和过氧化氢等。本文综述了不同类型过氧化物在骨、胰腺、心血管、皮肤、抗菌等组织方面的研究进展。