明胶-羟基磷灰石与明胶-硅羟基磷灰石成骨作用的比较研究

目的研究无机微量元素硅对明胶-羟基磷灰石(HA)复合材料生物活性的影响。方法本文通过静电纺丝法制备了明胶-羟基磷灰石(HA)和明胶-硅羟基磷灰石(SiHA)复合材料,将样品交联后通过浸泡模拟体液(SBF)来观察Ca-P沉积的矿化行为。在此基础上,共培养小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1)和破骨细胞前体细胞(RAW264.7),研究其增殖和分化情况。结果观察扫描电镜发现,明胶-HA样品表面的Ca-P沉积呈现典型的非均匀成核,而明胶-SiHA样品表面则为沿纤维均匀矿化。生物学检测结果表明,明胶-SiHA上(1、3 d)的细胞增殖要明显高于明胶-HA组;第7 d时,差异变得不明显。两种材料表面细胞的分化行为比较,差异无统计学意义。结论在更接近体内环境的共培养条件下,硅掺入明胶-HA材料改变了其表面Ca-P沉积的矿化行为,进而提高了其生物活性。

明胶-羟基磷灰石-磷酸三钙支架对hDPSCs的成骨刺激作用

目的:探讨明胶-羟基磷灰石-磷酸三钙支架(明胶-HA-TCP支架)对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)的成骨刺激作用。方法:通过溶剂浇铸/粒子沥滤法制备明胶支架及明胶-HA-TCP支架,利用场发射扫描电镜观察支架微观特征,立式电子万能试验机检测支架应力强度(stress intensity,SS)及弹性模量(E),制备成骨培养基,根据介质分为对照组(单纯成骨培养基)、实验1组(明胶支架提取物+成骨培养基)和实验2组(明胶-HA-TCP支架+成骨培养基),采用CCK8法评估支架对hDPSCs增殖的影响,测定碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性并进行ALP染色,通过茜素红染色和反转录-聚合酶链反(RT-PCR)应检测hDPSCs中成骨因子的表达。采用SPSS 20.0软件包对数据进行统计学分析。结果:与明胶支架相比,明胶-HA-TCP支架SS显著提高,E显著降低(P<0.05);CD146和CD105在hDPSCs呈阳性表达,CD34和CD45在hDPSCs呈阴性表达;实验1组3、5和7 d细胞数量显著多于对照组,实验2组1、3、5和7 d细胞数量显著多于对照组(P<0.05);实验2组4、7和12 d ALP活性显著大于对照组及实验1组(P<0.05);与对照组相比,实验1组有少量红色视野,钙化沉淀量较少且分布不均匀,实验2组大部分视野呈红色,钙化沉淀量较多且分布均匀;实验1组与实验2组第4天Runt相关转录因子2(runt related transcription factor 2,Runx2)mRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05);实验2组第7天成骨相关转录因子(osterix,OSX)mRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05);实验2组第4天骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)mRNA表达水平显著高于对照组和实验1组(P<0.05)。结论:明胶-HA-TCP支架的微观表征与天然骨结构相似,具有良好的抗压性,不易变形,对hDPSCs增殖和分化具有促进作用,并具有显著的骨诱导性,可作为骨组织工程新型复合材料。

羟基磷灰石/壳聚糖-明胶网络复合材料在模拟体内环境中的特性及对兔桡骨缺损的修复

目的 :考察羟基磷灰石/壳聚糖 -明胶网络复合材料在模拟体液中对微环境的影响及植入兔体内后对骨修复情况。方法 :观察材料在模拟体液中的表面矿化及体系pH、Ca2 + 浓度的变化 ;将材料植入兔桡骨节段性缺损部位 ,考察其生物相容性及对骨折愈合的作用。结果 :羟基磷灰石/壳聚糖 -明胶网络复合材料对机体微环境 pH影响微小、表面矿化效果好 ,有良好的生物相容性和骨传导性。结论 :羟基磷灰石/壳聚糖

羟基磷灰石-明胶复合物的制备及表征

对均相沉淀法制备HAP-GEL粉体及溶胶进行了研究,结果表明:采用均相沉淀法可以制得小尺寸且分布均匀的颗粒;HAP-GEL溶胶可以稳定三个月以上;热分析图谱及TEM照片表明,在HAP-GEL结构中HAP微晶和GEL高分子产生了键连作用,且HAP沿着GEL纤维上呈现自组装结构。初步探索了Ca∶P、pH值、温度、搅拌强度、滴加速度、超声时间对产物性能、尺寸及稳定性的影响。采用琼脂糖凝胶电泳和钙红染色法对制备的HAP-GEL作了表面电位定性测试。

超声化学法合成羟基磷灰石-明胶复合材料

以Ca(NO3)2,(NH4)2HPO4,明胶和戊二醛为原料,用超声化学法合成了尺寸约为30nm×100nm,平均长径比在2～3,分散性良好的羟基磷灰石-明胶复合材料。对比研究了超声化学法与传统化学沉淀法对复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明,与传统化学沉淀法相比,超声化学法可以在较短时间内显著提高羟基磷灰石的结晶度、改善结晶状态,使复合材料的抗拉强度和抗压强度分别达到52.4MPa和56.8MPa。