黑色素纳米颗粒-丝素蛋白-单宁酸水凝胶的制备及其抗氧化性能检测

背景在牙周软组织再生过程中,由于各种原因引起的氧化应激状态常导致组织修复迟滞,而传统修复材料对此疗效不佳。制备具有抗氧化功能的水凝胶材料,有希望为牙周软组织生物材料修复提供更多的选择。目的制备黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticles,MNPs)-单宁酸(tannic acid,TA)-丝素蛋白(silk fibroin,SF)复合水凝胶,检测MNPs含量对水凝胶微观形貌、抗氧化性能和细胞相容性的影响。方法制备MNPs,将不同浓度的MNPs加入到SF,加入TA化学交联,得到MNPs-SF-TA复合水凝胶。根据水凝胶中MNPs浓度分为实验组MNPs1-SF-TA(1 mg/mL)、MNPs2-SF-TA(2 mg/mL)、MNPs4-SF-TA(4 mg/mL)和对照组SF-TA(0 mg/mL)。通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察水凝胶表面形貌;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)法、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid),ABTS]法和Cu2+法检测其自由基清除能力和抗氧化能力;采用CCK-8和Calcein-AM/PI活/死细胞荧光染色法检测该水凝胶材料的细胞相容性。结果成功制备了MNPs和MNPs-SF-TA复合水凝胶。DPPH、ABTS及Cu2+法均显示MNPs-SF-TA水凝胶对自由基的清除能力和抗氧化能力随MNPs浓度的升高而提高(P<0.05),4 mg/mL时达峰值。CCK-8结果显示:随观察时间延长,吸光度增强,细胞增殖活性增强;相同时间下各组细胞增殖活力随MNPs浓度升高而降低,MNPs2-SF-TA组显著高于MNPs4-SF-TA组(P<0.05);Calcein-AM/PI荧光染色结果与此一致。结论成功制备了MNPs-SF-TA复合水凝胶,其中MNPs浓度为2 mg/mL时,MNPs-SF-TA水凝胶具有较强的活性氧清除能力和良好的细胞相容性,有望成为牙周软组织修复的新型生物替代材料。

神经生长因子对小鼠颌骨骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

目的:研究不同浓度神经生长因子(nerve growth factor,NGF)对外胚层来源的颌骨骨髓间充质干细胞(jaw bone marrow mesenchymal stem cells,JBMMSCs)增殖及成骨分化的影响。方法:原代培养小鼠JBMMSCs并鉴定。然后分四组分别加入含0 ng/ml、10 ng/ml、50 ng/ml、100 ng/ml NGF培养液至第二代JBMMSCs中孵育3天,采用CCK-8检测JBMMSCs增殖,碱性磷酸酶试剂盒、qRT-PCR检测ALP、OCN、BMP2、RUNX2等重要成骨及增殖标记物Ki67、MCM-2的表达,Western blot检测OPN、RUNX2以及Ki67、MCM-2的表达。结果:采用骨片贴壁法原代培养的小鼠JBMMSCs经流式细胞术鉴定,表明成功获取JBMMSCs。CCK-8显示3种浓度的NGF均能促进JBMMSCs增殖,且呈浓度依赖性特点。qRT-PCR结果显示:ALP、OPN、RUNX2、BMP2、Ki67、MCM-2表达水平随浓度的升高而增加,但Ki67、MCM-2表达量在100 ng/ml NGF时下降。Western blot结果显示,OPN、Ki67、MCM-2蛋白表达随着NGF浓度的升高而增加,而RUNX2的蛋白表达则在100 ng/ml NGF时呈现下降趋势。结论:一定浓度的NGF可促进JBMMSCs增殖及成骨分化,50 ng/ml为NGF作用的最佳浓度。

碱酸处理钛基钽涂层对兔骨髓间充质干细胞生物学活性的影响

目的:研究碱酸处理钛基钽涂层对兔骨髓间充质干细胞(rabbitbonemarrowmesenchymalstem cells,rBMSCs)黏附、增殖和成骨分化的影响,为钽涂层人工种植体的临床转化研究提供依据。方法:实验分四组:钛基钽涂层(Ta)组、酸处理(HCl)组、碱处理(NaOH)组、碱酸(NaH)组。通过扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、蛋白吸附实验观察不同处理组表面理化性质的变化。将rBMSCs接种在四组材料表面,通过荧光显微镜、CCK-8、碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色及RT-qPCR对Runx2和COL-I基因表达分析,评估不同处理组对rBMSCs的黏附、增殖和成骨分化的影响。结果:SEM和EDS显示HCl组涂层表面形貌和元素组成未见明显改变,NaOH组表面孔隙略有增大且表面钠元素含量显著增高。NaH组涂层孔隙均匀,表面钠元素含量明显降低,且较其它三组对蛋白吸附量增多(P<0.05)。免疫荧光及CCK-8结果表明细胞黏附和增殖能力依次为:NaH组>NaOH组>HCl组≈Ta组;ALP染色、茜素红染色发现NaH组和NaOH组有更多深染蓝色颗粒和红色钙化结节;RT-qPCR可见细胞在NaH组表面成骨相关基因Runx2和COL-I表达量高于其它三组。结论:碱酸处理的钽涂层表面形貌及成分明显改变,能有效促进rBMSCs黏附、增殖及成骨分化,改善钽涂层表面的生物活性并促进成骨,该法是提升钛基钽涂层人工种植体表面生物活性的有效途径。

人工种植体表面缓释载药系统的应用研究进展

通过人工种植体表面结构改变或涂层改性,赋予其携带生物活性分子或药物的功能,使种植体植入后随着加载药物的缓释作用,成骨活性增强,种植体骨结合效能提高,增加抗感染作用或其他不同的药物作用。为解决种植体表面加载药物后出现初期爆发性释放,引起局部副作用及远期药物浓度下降导致效果不理想等问题,种植体表面缓释载药系统应用而生。