微球-三维支架复合体系控制释放生长因子的研究进展

将载生长因子的微球和组织工程三维支架复合得到的微球-三维支架复合体系,能够实现多种生长因子的依次释放和连续释放,满足新组织形成过程中不同阶段对不同量的各种生长因子的需求。在综述了微球和支架作为载体的载生长因子方法及优缺点的基础上,评述了微球-三维支架复合体系的三种制备方法,即自上而下法、复合溶结法和直接混和法,归纳和总结了国内外对微球-三维支架复合体系的研究现状和进展。并阐述了微球-三维支架复合体系的释放机理,指出了微球-三维支架复合体系在理想组织修复中的发展潜力和面临的挑战。

基质细胞衍生因子1修饰左旋聚乳酸多孔微球促进软骨细胞增殖和组织形成

背景:二维培养条件下的软骨细胞增殖及表型维持受限,多孔微球作为支架材料可提供三维培养环境,以更好地模拟体内生长条件。基质细胞衍生因子1是有强趋化效力的稳态细胞因子,能够促进细胞的黏附与增殖。目的:明确接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球对软骨细胞生物学特性及软骨组织形成的影响。方法:(1)体外验证不同质量浓度基质细胞衍生因子1对兔软骨细胞增殖、迁移、表型维持的影响。(2)采用复乳法制备左旋聚乳酸多孔微球,利用碳二亚胺法将基质细胞衍生因子1接枝于左旋聚乳酸多孔微球上,通过酶联免疫吸附实验及孵育基质细胞衍生因子1特异荧光抗体验证接枝情况。(3)将兔软骨细胞分别接种于左旋聚乳酸多孔微球、接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球上,检测细胞增殖与黏附。(4)在裸鼠背部皮下分别植入甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(对照组)、左旋聚乳酸多孔微球-甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(多孔微球组)、接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球-甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(多孔微球修饰组),8周后取材,分别进行组织学染色与成软骨相关基因qRT-PCR检测。结果与结论:(1)相较于0,1 000 ng/mL基质细胞衍生因子1,500 ng/mL基质细胞衍生因子1可促进软骨细胞的增殖与迁移,提升软骨细胞内Ⅱ型胶原、弹性蛋白、增殖细胞核抗原、Bcl-2 mRNA表达;(2)基质细胞衍生因子1成功接枝于左旋聚乳酸多孔微球上,接枝率为93.75%;(3)相较于左旋聚乳酸多孔微球,接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球可促进软骨细胞的增殖、黏附;(4)裸鼠皮下植入8周后,相较于对照组、多孔微球组,多孔微球修饰组具有更明显的软骨陷窝结构、更丰富的软骨特异性基质和Ⅱ型胶原沉积,弹性蛋白、Ⅱ型胶原、增殖细胞核抗原、Bcl-2 mRNA表达升高。结果表明:接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球有利于软骨细胞的黏附、增殖、表型维持以及体内软骨组织形成。

聚乳酸羟基乙酸-甲状旁腺激素相关蛋白复合微球的制备形态表征及生物相容性研究

目的制备聚乳酸羟基乙酸-甲状旁腺激素相关蛋白复合微球(PLGA-PTHrP)并观察其形态表征及其生物相容性。方法采用复乳溶剂挥发法制备空白聚乳酸羟基乙酸(PLGA)微球,通过表面浸提法将不同浓度的甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)装载到PLGA微球。采用冷冻干燥法制备负载有效浓度PTHrP的PLGA微球。通过扫描电镜观察PLGA微球形态并计算微球粒径,检测PLGA-PTHrP的蛋白释放量,并绘制释放曲线。将PLGA-PTHrP与大鼠全骨髓细胞共培养,分析复合微球对细胞增殖分化的影响。结果采用复乳溶剂挥发法制备得到的空载PLGA微球呈球形或类球形,表面较平整,平均粒径为(56.73±7.22)μm。载蛋白微球的体外蛋白质释放实验结果显示,蛋白质的释放速率在前100 h较快,释放时间可持续达300 h。载蛋白微球释放的蛋白质占蛋白质总量的87.3%。实验结果显示,PLGA-PTHrP对大鼠全骨髓细胞增殖活力无明显影响。结论通过复乳溶剂挥发法可制备出表面较平整,粒径较均匀的PLGA空白微球,使用表面浸提法及冷冻干燥法能制备出有效的PLGA-PTHrP缓释体系,该缓释体系能在一定时间范围内实现PTHrP的缓释作用。

三维培养诱导人脂肪间充质干细胞微球的成软骨分化能力

背景:关节软骨损伤后修复结果不满意,需要新的手段,而脂肪间充质干细胞较适宜做种子细胞诱导软骨,然而怎么能够使诱导的软骨具有功能需要研究。目的:采用三维培养体系诱导人脂肪间充质干细胞微球向软骨分化。方法:无菌切取吸脂术后脂肪组织,分离培养人脂肪间充质干细胞,传至第3代进行流式细胞术分析,成骨成脂肪诱导等鉴定,同时也给予合适的培养条件用三维培养的方式向软骨细胞诱导,并行阿利辛蓝染色鉴定糖胺多糖的合成,苏木精-伊红染色进行组织学分析,免疫荧光检测Ⅱ型胶原表达,称质量测量软骨硬度。结果与结论:分离的人脂肪间充质干细胞CD105,CD44,CD29均高表达,而CD45,CD34低表达,并且成骨成脂诱导后细胞茜素红染色和油红O染色均为阳性。三维培养法诱导的软骨细胞可表达大量糖胺多糖及Ⅱ型胶原。结果证实,三维培养法诱导人脂肪间充质细胞向软骨分化后,具有软骨细胞的特性。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球在骨组织工程中的应用

背景:聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球具有良好的生物相容性、生物安全性和生物降解性,作为载体已经被广泛应用于骨组织工程中,但其仍有缺乏亲水性、副产物酸性及缺乏功能化等缺点,因此需要进行不同的修饰改性方能更好地应用。目的:对聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球在骨组织工程中的应用进行综述。方法:以“poly(lactic-co-glycolic acid)copolymer microsphere,PLGA microsphere,growth factor,drug deliver,modified,functional modification,composite scaffold,bone tissue engineering”为检索词在Web of Science和PubMed数据库检索自2000年1月至2022年6月收录的相关文献,并将其进行筛选和分析,最终选择83篇文献进行综述。结果与结论:①聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球的理化性质与其乳酸和羟基乙酸比、分子质量和端基团等因素有关。目前,乳酸和羟基乙酸比例为75∶25、相对分子质量为75000-100000,端羧基的聚乳酸-羟基乙酸共聚物在制备微球时应用较多。②现在常用的制备方法主要包括乳化法、微流控技术、电喷雾、喷雾干燥和超临界流体法。具体的制备方法需结合微球的应用需求及生产条件来选择,随着技术的成熟与进步,未来会有更稳定、高效的生产方式。③聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球的修饰改性包括负载生长因子和药物、功能化修饰以及以微球为基础构建复合支架。负载生长因子可促进细胞分化、血管生成,从而促进骨组织的修复与再生;负载药物可治疗多种骨骼类疾病;复合无机矿物可以提高聚乳酸-羟基乙酸共聚物的力学性能,而且提供骨组织生长所需的微量元素,更多的被用于骨缺损的治疗;通过增加微球调控细胞的分泌与活性的能力,参与疾病的免疫调控,为疾病治疗提供新思路;以聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球为基础的复合支架,在支架原有的优点外,还能增加微创递送药物、缓释药物的能力,但是距离临床应用还需进一步研究证实。④聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球在未来有望根据骨组织工程的不同需求,制定不同的修饰方法,从而生产出针对不同疾病具有特定功能的微球。

壳聚糖复合支架材料的生物学功能：本刊中文部

1壳聚糖微球／纳米羟基磷灰石／聚孚嚼卜羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果：与单纯纳米羟基磷灰石／聚乳酸-羟基乙酸支架。

本期专题：聚乳酸-羟基乙酸药物缓释体系②(本刊中文部)

5 壳聚糖微球／纳米羟基磷灰石／聚乳酸-羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果：与单纯纳米羟基磷灰石／聚乳酸-羟基乙酸支架。