PLGA微囊支架材料的制备及对成骨细胞粘附和增殖的影响

目的:制备一种新型结构的聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid,PLGA]微囊支架,对其进行表征,并检测其对成骨细胞增殖与粘附的影响。方法:采用复乳法制备PLGA微囊,以激光粒度仪分析其粒径分布,筛选出合适的粒径大小,通过二氯甲烷蒸汽熏蒸使微囊结合,再经过烧结最终形成三维支架,通过扫描电子显微镜观察微囊及微囊支架形态。将MC3T3-E1成骨细胞接种到该支架上,通过扫描电镜观察细胞在支架上的粘附形态,通过CCK-8法检测细胞增殖的情况,并与无支架对照组进行比较。结果:制备的PLGA微囊支架具有一定孔径和孔隙率,具有三维连通的多孔结构,且孔隙结构均匀。细胞可在支架表面粘附生长。微囊支架上的细胞增殖活性高于对照组。结论:本方法制备的PLGA微囊支架具有一定的孔隙率和内部连通性,有利于细胞的粘附和增殖,在骨修复中有应用前景。

控释重组人骨形态发生蛋白-2和血管内皮生长因子的微囊支架对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响

目的 探讨控释重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant huaman bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)微囊支架对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,b MSCs)向成骨细胞分化的影响。方法 以聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物[polylactide-poly(ethylene glycol)-polylactide,PELA]为囊材,采用复乳溶剂挥发法制备外黏附rhBMP-2内包封VEGF的微囊支架。经ELSIA法检测微囊支架在PBS中释放rhBMP-2和VEGF的浓度。将微囊支架加入bMSCs,于培养后第3、7、14天,MTT法检测微囊支架对bMSCs活性的影响,Western blot法检测微囊支架对bMSCs向成骨细胞分化过程中MAPK通路相关蛋白及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)表达水平的影响。结果 微囊支架于PBS中培养第2天rhBMP-2释放约60%,VEGF释放约32%。随着培养时间的延长,微囊支架对bMSCs的细胞活性无明显影响(P>0. 05);培养后第14天磷酸化ERK1/2及ALP表达水平均显著高于第3和7天(P <0. 05),培养后第7天显著高于第3天(P <0. 05);培养后第3、7、14天磷酸化JNK及磷酸化p38表达水平变化差异无统计学意义(P> 0. 05)。结论 控释rhBMP-2及VEGF的微囊支架可诱导bMSCs向成骨细胞分化,可能是通过激活MAPK通路发挥作用。

包载血管内皮生长因子的乙二胺/聚己内酯微囊的制备及其生物活性的研究

目的采用乳化溶剂挥发法制备一种新型的包载血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的经过乙二胺(ethylenediamine,ED)修饰的聚己内酯(polycaprolactoe,PCL)微囊支架(VEGF/ED-PCL),测试其表征,并研究其对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)的粘附、增殖和成血管作用。方法运用乳化溶剂挥发法制备PCL微囊,以激光粒度分析仪测试其粒度分布;通过二氯甲烷蒸汽熏蒸微囊,扫描电镜扫描支架表面形态,选取融合度最适宜的支架;体外释放实验测试VEGF微囊的体外释放性能;使用乙二胺浸泡法修饰PCL微囊支架,利用接触角测试仪测试其亲水性;将HUVEC细胞接种于微囊支架上,扫描电镜观察细胞在支架上的形态,并通过CCK-8实验测试实验组和对照组细胞生长情况;同时将实验组和对照组支架植入小鼠皮下,2周后处死小鼠,取得支架周围组织,行免疫组化染色,光学显微镜下比较两组微血管形成数目。结果成功制备VEGF/ED-PCL微囊支架;VEGF/ED-PCL微囊支架细胞增殖高于VEGF/PCL微囊支架组、PCL微囊支架组;植入VEGF/ED-PCL微囊支架的小鼠皮下微血管生成高于PCL支架组,结果具有统计学差异(P<0.05)。结论通过制备乙二胺修饰的包载VEGF的PCL微囊支架有很好的体外缓释性能,表面适宜成血管细胞粘附及增殖,在小鼠体内促进血管的形成。

仿生控释BMP-2和VEGF的PELA微球支架对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的Wnt/β-catenin通路的影响

目的制备外黏附复合重组人骨形态发生蛋白(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rh BMP-2)内包封血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的微囊,并研究其对骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)向成骨细胞分化的Wnt/β-catenin通路的影响。方法以聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物(polylactide-poly-ethylene glycol-polylactide,PELA)作为微囊的囊材,制备其外黏附rh BMP-2、内包封VEGF的微囊,制备微囊支架,实验分为对照组、BMP-2/PELA组、PELA/VEGF组和BMP-2/PELA/VEGF组。ELISA法检测微囊支架在1、2、4、8、12、16、22、28、35、42 d于PBS中缓释的rh BMP-2和VEGF的浓度;MTT法检测微囊支架对BMSCs作用3、7、14 d细胞活性的影响;Western blot法检测微囊支架对BMSCs作用3、7、14 d,BMSCs向成骨细胞分化中Wnt/β-catenin通路及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)蛋白表达的影响。结果微囊支架在PBS中第2天,BMP-2释放了约60%,而VEGF则释放了约32%;4组微囊支架对BMSCs作用3、7、14 d,细胞活性差异无统计学意义(P>0.05)。在第14天,BMP-2/PELA/VEGF组Wnt、β-catenin及ALP的表达量均显著高于第3和7天(P<0.05),而第7天的表达量均显著高于第3天(P<0.05)。结论成功制备了BMP-2/PELA/VEGF微囊支架,对BMSCs无细胞毒性作用,可使BMSCs向成骨细胞进一步分化。