聚乙二醇衍生物水凝胶为载体的力生长因子E肽仿生骨基质材料性能

背景:具有生物学功能的骨修复材料一直是生物医学工程领域的研究热点。目的:从分子结构仿生与生物功能仿生的需求出发,研制具有仿生空间结构和仿生功能的仿生骨基质材料。方法:以氨基封端的聚乙二醇和均苯四甲酸酐为反应物,通过调节丁二胺加入的量(15,30,45,60μL),获得4种性状的聚乙二醇衍生物水凝胶,向4种水凝胶中分别加入基于聚乳酸和力生长因子的生物活性物质(MGF-Ct24E-MPLA-EG-g-HAP),采用溶剂共混法制备生物活性仿生骨基质材料(PAPI-BDA/MGF-Ct24E-MPLA-EG-g-HAP)。表征生物活性仿生骨基质材料的生物活性物质负载率、孔隙率、表面形貌、亲/疏水性能、吸水率及微观形貌。结果与结论:①在仿生骨基质材料制作过程中,在pH=5.8的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料中生物活性物质负载量呈先增多再减少的现象,当丁二胺加入量为30μL时生物活性物质负载量最高;在pH=3.5-7.4的PBS中,仿生骨基质材料(丁二胺加入量为30μL)中生物活性物质负载量呈减少趋势,当pH值增加到9.8时,仿生骨基质材料中生物活性物质负载量基本保持稳定;②在相同pH值的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料的孔隙率降低;当丁二胺加入量相同时,随着PBS pH值的增大,仿生骨基质材料的孔隙率呈先降低后升高的趋势;③在pH=5.8的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料的静态接触角减小,吸水率增加;④扫描电镜下可见,仿生骨基质材料呈连续开放孔状结构,孔间相互贯通,孔径分布230-690 nm,且孔径大小与丁二胺加入量呈反向相关,其中丁二胺加入量为30μL制备的仿生骨基质材料类似天然骨基质结构。

聚(丙交酯-co-乙交酯)仿生基质材料的制备

目的 将能与细胞表面整合素受体特异性结合的多肽共价结合于改性聚 (丙交酯 co 乙交酯 ) (PLGA)材料上 ,以提高材料对骨组织工程种子细胞的黏附能力。方法 用固相合成法合成 [K] 16 GRGDSPC多肽并鉴定 ;取 1g/L多肽溶液与已用交联剂预处理的改性PLGA材料室温下反应 ,用X射线光电子光谱法 (XPS)表征。结果 PLGA改性后引入了含活性基团的氨基酸序列 ,所合成的多肽序列为 [K] 16 GRGDSPC ,纯度达 95 %以上 ;XPS检测表明多肽成功地固定于PLGA多孔基质材料上。结论 在PLGA基质材料上固定 [K] 16 GRGDSPC多肽 ,为实现对骨组织工程种子细胞的高效黏附奠定了基础。

MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料的制备与表征

以羟基磷灰石(HAP)表面羟基为引发基团,通过开环聚合法将丙交酯以共价化学键的方式接枝到HAP表面,得到PLA-g-HAP;再引入具有良好细胞相容性的马来酸酐和具有良好骨诱导性的力生长因子(MGF-Ct24E),得到MGF-Ct24E-MPLA-g-HAP。借助红外光谱分析、氨基酸分析、热性能分析、力学性能分析和电镜分析,对上述材料的结构及性能进行了表征。结果表明,最终产物中MGF-Ct24E的接枝率为22.63%,玻璃化转变温度为58.62℃,力学性能有明显增强,并具备了三维互通孔状结构和骨诱导生物活性。该材料有望作为新型仿生骨基质材料得到应用。

具有骨诱导活性的仿生骨基质材料的制备

目的将一种具有与骨形态发生蛋白2相似骨诱导活性的多肽p24共价结合于改性聚(丙交酯-co-乙交酯)基质材料上,以制备出具有骨诱导活性的仿生骨基质材料。方法将活性多肽p24通过交联剂共价结合于改性PLGA材料上作为实验组；以未加交联剂多肽溶液和材料简单混合反应为对照组,通过X射线光电子光谱法和扫描电镜检测交联情况；同时对两组材料进行钙离子吸附实验,初步评价其仿生矿化能力。结果XPS检测结果表明,实验组及对照组材料表面均已结合硫元素,两者含有硫元素含量分别为1.50%及0.09%；钙离子吸附实验结果表明,12h及24 h时实验组材料的钙离子吸附量分别为0.126mg及0.231mg；12h及24h时对照组材料的钙离子吸附量分别为0.053、0102mg。多肽交联之材料较混合之材料的钙离子吸附能力显著增强。结论在改性PLGA三嵌段材料上固定了BMP2活性多肽,为以后发挥其骨诱导活性修复骨缺损奠定了良好基础。