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。

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。

新型纳米化仿生骨基质与羊脂肪基质细胞复合培养的生物相容性

背景:仿生策略研制骨组织生物支架已成为当今研发生物替代品的关键环节,如何模仿天然骨的成分和结构特征以适应细胞生长是仿生研制骨基质的重要内容。目的:观察纳米级β-磷酸三钙/壳聚糖/聚己内酯(nβ-TCP-CS-PCL)的细胞及组织相容性,评估其生物安全性。方法:基于三维图像重建辅助研制纳米化仿生骨基质,羊自体脂肪基质细胞分离和成骨诱导培养,进行复合培养:实验组:nβ-TCP-CS-PCL+凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞;对照组:凝胶+重组人骨形态发生蛋白2+脂肪基质细胞。结果与结论:实验组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富,细胞增殖活力、碱性磷酸酶及骨钙素水平均高于对照组(P<0.05),新骨发育趋于成熟,未见炎性反应。提示纳米级nβ-TCP-CS-PCL具备良好的生物相容性,是一种理想的骨组织工程支架。