仿生可降解PCL-PLGA纤维支架负载人脐带间充质干细胞构建组织工程纤维环

目的以聚己内酯(PCL)和聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)为原料构建仿生可降解纤维支架,评估其作为组织工程纤维环支架的可行性。方法以PCL、PLGA混合物为原料,通过熔融纺丝法制备PCL-PLGA混合支架作为实验组,纯PCL支架作为对照组。采用扫描电子显微镜(SEM)观察成品支架微观结构(纤维直径和孔径),测量孔隙率;使用力学加载装置测量支架的弹性模量;体外监测支架降解情况;对支架接种人脐带沃顿胶间充质干细胞(H WJ-MSCs)后采用CCK-8法和细胞Live/dead染色检测支架的生物相容性。结果实验组和对照组支架的纤维直径、孔径和孔隙率组间差异无统计学意义(P> 0.05);SEM镜下可见支架纤维取向性好,纤维成角60°;混合支架的压缩弹性模量为(1.42±0.11) MPa,拉伸弹性模量(5.47±0.23) MPa;纯PCL支架的压缩弹性模量为(2.36±0.19) MPa,拉伸弹性模量(8.95±0.22) MPa;体外降解检测结果表明混合支架的降解周期和纤维环自我修复过程相适应;CCK-8检测和细胞Live/dead染色结果显示HWJ-MSCs在支架上有良好的增殖能力和活性。结论采用熔融纺丝法制备的PCL-PLGA纤维支架能够模拟天然纤维环的微观结构,具有生物可降解性、良好的生物相容性和力学性能,是构建组织工程椎间盘合适的支架载体。

仿生可降解组织工程纤维环支架的制备与评估

背景:构建既具有仿生结构又具备合适可降解性和良好生物相容性的组织工程纤维环支架仍是难点。目的:以聚己内酯和聚二恶烷酮为原材料制备仿生可降解支架并评估其作为组织工程纤维环支架的可行性。方法:通过熔融纺丝技术制备5组不同比例支架(聚己内酯组、聚己内酯/聚二恶烷酮分别为70/30、50/50、30/70组、聚二恶烷酮组)。扫描电子显微镜观察其结构、纤维直径、孔径;测量支架的力学性能和接触角;通过体外模拟和皮下埋植观察支架体外、体内降解情况;检测降解组织周围炎症因子白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达情况。接种人脐带间充质干细胞培养7 d,通过CCK-8和死活细胞检测细胞增殖和存活情况。实验于2016-03-02经天津市天津医院医学伦理委员会批准。结果与结论:(1)扫描电子显微镜观察显示各组支架纤维粗细均匀,纤维成60°角;(2)力学性能分析显示单纯聚二恶烷酮支架的拉伸和压缩模量最低,不符合纤维环力学要求;聚己内酯组的力学性能最佳,聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50的支架力学性能适中;(3)亲水性检测结果表明聚二恶烷酮含量越多,支架亲水性越好;(4)支架降解情况分析显示,对于组织工程纤维环再生修复来说,单纯聚二恶烷酮和聚己内酯/聚二恶烷酮为30/70支架降解过快,聚己内酯组的降解过慢,聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50的支架降解速率较合适;(5)降解组织周围炎症反应分析显示支架中聚己内酯比例越高炎症反应越严重;(6)CCK-8和死活细胞结果显示人脐带间充质干细胞在聚己内酯/聚二恶烷酮三组混合支架具有良好的增殖活性并且存活率高;(7)结果表明,采用熔融纺丝技术制备的聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50两组支架能够模拟天然纤维环结构,同时具备合适可降解性、优越的力学性能和良好生物相容性,适合用于组织工程纤维环支架的构建。

聚己内酯/海藻酸钠/壳聚糖材料制备组织工程椎间盘双相支架

目的以聚己内酯(PCL)、海藻酸钠、壳聚糖为材料,研制椎间盘双相支架,并评估其作为组织工程椎间盘的可行性。方法聚己内酯作为原料,采用熔融电纺法制备取向性多孔纤维环支架,将海藻酸钠/壳聚糖水凝胶注入到中空的纤维环(AF)支架中央合成双相椎间盘支架。通过体式显微镜、扫描电镜观测双相支架的结构、孔径、孔隙率;人脐带干细胞复合双相支架体外培养7 d,用死活细胞染色法评价生物相容性,CCK-8实验测定细胞增殖情况,力学加载仪器测量双相支架的压缩弹性模量。结果体式显微镜和扫描电镜可见纤维环相成菱形多孔结构,髓核相(NP)呈不规则多孔结构;纤维环相和髓核相孔径分别为(225.6±3.9)μm、(205.5±5.2)μm,孔隙率分别为(74.17±0.39)%、(85.52±0.48)%,支架扫描电镜可见细胞黏附在支架表面,周围有细胞外基质分泌;死活细胞染色显示无死细胞;CCK-8检测结果显示人脐带干细胞具有良好的增殖活性,压缩弹性模量(173.24±44.93)k Pa。结论以聚己内酯、海藻酸钠、壳聚糖为材料制备的椎间盘双相支架,具有良好的孔径、孔隙率和细胞相容性,支架间结合紧密,具有三维网络结构,优良的力学特性,是构建组织工程椎间盘理想载体。