聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架修复喉软骨缺损

背景:喉软骨缺损传统的修复方法受到供体来源、排斥反应等限制,因而难以推广。目的:观察聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架修复喉软骨缺损的效果。方法:将20只Wistar大鼠随机分为聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架组和聚乳酸-乙醇酸共聚物支架组,建立喉软骨缺损模型后分别采用聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架和聚乳酸-乙醇酸共聚物支架修复。结果与结论:聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架组大鼠造模后3,5,7 d时喉骨缺损直径显著小于聚乳酸-乙醇酸共聚物支架组;聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架组大鼠喉软骨缺损部位基本修复,表面平整,且与周围其他组织之间没有明显界限;而聚乳酸-乙醇酸共聚物支架组大鼠喉软骨缺损部位存在凹陷,表面粗糙,和周围组织存在明显界限。说明聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石复合支架能够促进喉软骨缺损部位修复,修复喉软骨缺损的效果更理想。

细菌纤维素-聚乳酸乙醇酸-羟基磷灰石复合支架材料的细胞相容性

目的研究细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)-聚乳酸乙醇酸(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)-羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)复合支架与成骨样细胞MG-63的生物相容性。方法通过体外实验,将成骨样细胞MG-63复合于支架材料BC-PLGA-HA和BC-PLGA上,分别为BC-PLGA-HA组和BC-PLGA组,通过扫描电镜、四甲基偶氮唑盐比色法以及碱性磷酸酶检测,观测细胞生长情况。结果细胞接种5 d后,BC-PLGA-HA复合支架材料上的细胞比BC-PLGA支架生长密集,BC-PLGA-HA组、BC-PLGA组以及空白对照组的碱性磷酸酶活性分别为(422.12±0.15)U/L、(289.36±0.21)U/L、(75.34±0.08)U/L,三组差异有统计学意义(F=14.300,P=0.002),BC-PLGA-HA组高于BC-PLGA组,此两组碱性磷酸酶洗活性均高于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 BC-PLGA-HA复合支架具有良好的生物相容性,有望用作骨组织工程支架材料。

聚乳酸-羟基乙酸/改性纳米羟基磷灰石复合多孔支架材料的研制

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)/改性纳米羟基磷灰石(MHA)复合多孔组织工程支架材料的制备主要包含以下步骤:首先通过室温化学共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,然后通过L-丙交酯在二甲苯溶液中聚合接枝纳米羟基磷灰石得到改性的纳米羟基磷灰石;最后通过改进的热致相分离两步初化法制备PLGA/ MHA复合多孔支架。X射线衍射仪(XRD)显示纳米羟基磷灰石合成成功,透射电子显微镜(TEM)结果显示其为半径为30～50nm的球形,红外光谱显示聚乳酸成功的接枝到纳米羟基磷灰石表面;扫描电子显微镜(SEM)结果表明改进的热致相分离两步初化法制备的PLGA/MHA复合多孔支架的孔径在100～450μm。

PLGA/赖氨酸接枝氧化石墨烯纳米粒子复合支架对MC3T3细胞成骨分化的影响

背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合支架对成骨分化及新骨形成的影响。方法:将PLGA溶于二氯甲烷中,利用溶剂挥发法制备PLGA支架;将氧化石墨烯均匀分散于PLGA溶液中制备PLGA/GO复合支架;利用化学接枝法制备LGA-g-GO纳米粒子,将LGA-g-GO纳米粒子按不同的质量比(1%,2%,3%)与PLGA共混构建出PLGA/LGA-g-GO复合支架。表征5组支架的微观形貌、亲水性、蛋白吸附能力。将MC3T3细胞分别接种于5组支架表面,检测细胞增殖与成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下可见PLGA支架表面光滑平坦,其余4组支架表面粗糙,并且随着LGA-g-GO纳米粒子加入量的增加,复合支架的表面粗糙程度加重;PLGA/LGA-g-GO(3%)复合支架的水接触角低于其他4组支架(P<0.05);PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)复合支架的蛋白吸附能力强于PLGA、PLGA/GO支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)复合支架可促进MC3T3细胞的增殖;碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)组细胞碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05),PLGA/GO组、PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)组钙沉积多于PLGA组(P<0.05);③结果表明,PLGA/LGA-g-GO复合支架能够促进成骨细胞的增殖和成骨分化,有利于骨损伤后的骨再生和骨重建。

不同比例的聚乳酸-聚乙醇酸共聚物与羟基磷灰石复合支架对人牙髓干细胞增殖及矿化能力影响研究

目的探讨不同比例的聚乳酸-聚乙醇酸共聚物与羟基磷灰石(PLGA/HA)复合支架的降解速率及其对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,h DPSCs)增殖及矿化能力的影响。方法采用溶液浇筑/颗粒沥析技术构建含质量分数分别为10%、20%及30%HA的PLGA/HA复合支架的3个实验组,单纯PLGA支架作为对照组。采用降解实验检测支架的降解速率。将h DPSCs接种于不同比例的PLGA/HA复合支架进行培养,扫描电镜观察细胞形态,应用MTT法检测细胞增殖能力。h DPSCs接种于各组支架培养72 h后,将复合支架植入裸鼠体内,分别于饲养1个月及3个月后处死裸鼠取出支架,应用HE染色观察组织学形态,应用牙本质基质蛋白1(DMP1)免疫组化染色观察细胞的矿化程度。结果 10%HA组和20%HA组具有较适宜的降解速率。各组均具有较高的促hDPSCs增殖能力,促进效果随HA含量的增加而加强。HE染色和免疫组化染色结果显示,HA可促进hDPSCs在体内的成牙本质向分化,分化程度与HA含量成正比,20%HA组及30%HA组矿化程度均较佳。结论含20%HA的PLGA/HA复合支架具有较佳的降解速率及促细胞增殖和矿化能力,是比较理想的细胞支架材料。

聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石可吸收空心螺钉治疗犬股骨外髁骨折的实验研究

目的探讨聚乳酸-乙醇酸共聚物/羟基磷灰石(polylactic-co-glycolic acid/hydroxyapatite,PLGA/HA)可吸收空心螺钉治疗犬股骨外髁骨折的内固定效果、体内降解过程及生物相容性,为其进一步改进和临床应用提供参考。方法成年雄性比格犬16只,体重9～12 kg,制备双侧股骨外髁骨折(AO分型为B1型)模型。左侧采用PLGA/HA可吸收空心螺钉固定,作为实验组;右侧采用金属螺钉固定,作为对照组。术后观察实验动物一般情况,于2、4、8、12周分别处死4只动物,大体观察并摄X线片观察骨折愈合情况,测量骨密度;取骨折端及螺钉周围组织行组织学观察;检测可吸收空心螺钉降解性能。结果所有实验动物均存活至实验完成。大体观察两组骨折无移位,均于12周时愈合;12周内实验组可吸收空心螺钉形状完整,无松动、移位及断裂。X线片示,实验组可吸收空心螺钉不显影,对照组可见金属螺钉X线显影;随时间延长,两组骨折均逐渐愈合。两组骨折部位骨密度均于8周时达峰值,但各时间点两组比较以及组内比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。组织学观察示术后各时间点两组骨折愈合进程相似,实验组可吸收空心螺钉周围未见明显炎性反应。可吸收空心螺钉降解性能检测示,特性黏度及分子量分布术后2周内明显下降;数均分子量和重均分子量术后4周内显著下降;最大剪切力于术后8周内下降不明显,之后显著下降。各指标不同时间点间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 PLGA/HA可吸收空心螺钉固定犬股骨外髁骨折后,骨折愈合进程与金属螺钉相似,且具有良好的生物相容性。植入8周内最大剪切力无明显下降,保证了骨折的充分愈合。

血管生成素-1促进骨髓基质干细胞结合聚乳酸乙醇酸羟基磷灰石支架治疗兔桡骨缺损的实验研究

目的探讨血管生成素(Ang)-1促进骨髓基质干细胞(BMSCs)结合聚乳酸乙醇酸羟基磷灰石(PLGA/HA)支架治疗兔桡骨缺损的效果。方法选取健康3月龄新西兰大白兔48只,随机分为Ang-1基因转染BMSCs-PLGA/HA复合多孔支架组(A组)、无Ang-1基因转染组(B组)、单纯支架组(C组)和空白对照组(D组),每组12只。分别于支架植入兔体内1、4和8周取材,采用Micro CT检测缺损部位新生骨量,免疫组化法比较血管断面数目,记录比较碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原(Col I)、骨钙素(OC)和骨桥素(OPN)阳性表达。结果各组实验兔骨矿物质含量(BMC)均随时间延长而增加,且各时间点A组高于B组,C组次之,D组最小,差异均有统计学意义(均P <0. 05)。各组实验兔血管断面数目和ALP、Col I、OC及OPN阳性率均随时间延长而增多,且各时间点A组高于B组,C组次之,D组最少,差异均有统计学意义(均P <0. 05)。结论 Ang-1可促进BMSCs结合PLGA/HA支架修复兔桡骨缺损,促进新生骨形成和血管新生。

超临界流体发泡技术制备BMP-2-PLLAms/FGF-2-nHA/PLGA复合支架及体外成骨诱导效应研究

本研究将左旋聚乳酸微球(PLLAms)与纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙醇酸(nHA/PLGA)多孔支架复合,构建可次第释放不同生长因子的骨组织工程支架.首先,制备载骨形态发生蛋白2的左旋聚乳酸微球(BMP-2-PLLAms),然后将微球与nHA/PLGA及碱性成纤维细胞生长因子2(FGF-2)按照一定的比例混合,通过超临界流体发泡制备BMP-2-PLLAms/FGF-2-nHA/PLGA复合支架.制备的BMP-2-PLLA载药微球呈规则球形,粒径分布在6~10μm之间,BMP-2载药量为1.45×10-3%,包封率为61.9%,制备的BMP-2-PLLAms/FGF-2-nHA/PLGA复合支架孔径为100~200μm,孔隙率为75.8%,抗压强度为6.8 MPa,8周降解率为19.9%.7天时,FGF-2和BMP-2的累计释放率分别为77.1%和44.2%;14天时,FGF-2和BMP-2的累计释放率分别为84.9%和61.5%.大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨诱导实验证明复合支架中释放的BMP-2和FGF-2能够持续有效地刺激BMSCs的增殖和分化,具有良好的生物活性.BMP-2-PLLAms/FGF-2-nHA/PLGA复合支架有效实现了FGF-2和BMP-2的次第释放,且能够显著地促进BMSCs的成骨分化.

低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定

背景:低温快速成型技术具有支架成型可控性、保持材料生物学活性和易于实现支架材料的三维多孔立体结构等优势,被迅速用于骨组织工程支架的制备。目的:采用低温快速成型制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,并检测其性能。方法:采用低温快速成型设备分别制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石与聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,通过电镜观察支架超微结构,以介质(乙醇)浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机检测支架力学性能;将两种支架材料分别与大鼠成骨细胞共培养,培养12 h采用沉淀法检测细胞黏附率,培养1,3,5,7,9,12 d采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论:两组支架孔径均在理想范围内并具有较高孔隙率,但聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的孔径波动范围大,孔径均值较聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架小且部分有闭塞现象。聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的细胞黏附率及表面细胞增殖活性高于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架(P<0.05),力学性能低于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架(P<0.05)。表明聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性。

PLGA/PCL/nHA生物支架复合兔BMSCs体外培养的实验研究

目的:研究新型复合支架聚乳酸-聚乙醇酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石(PLGA/PCL/nHA)的生物相容性,探讨其作为细胞培养材料和骨组织工程支架的可行性。方法:将兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)接种于PLGA/PCL/nHA复合支架上,体外共同培养后,MTT法检测BMSCs增殖活性,电镜下观察PLGA/PCL/nHA复合支架材料表面和孔隙内细胞附着情况。结果:BMSCs在PLGA/PCL/nHA复合支架材料上生长良好。PLGA/PCL/nHA材料表面和孔隙内均有细胞附着,细胞已伸展成梭形或多角形,伸出伪足黏附于材料上。结论:新型PLGA/PCL/nHA复合支架材料生物相容性好,是一种良好的组织工程支架材料,可作为种子细胞的载体应用于骨组织工程中。