聚己内酯-壳聚糖磷酸钙骨水泥复合骨组织工程支架的制备及细胞毒性研究

目的以磷酸钙骨水泥(CPC)为基体,聚己内酯-壳聚糖(PCL-CS)网络结构为增强有机物,利用CPC的自固化及二次冻干技术制备一种复合骨组织工程支架,并对其细胞毒性进行考察。方法采用二次冻干技术制备聚己内酯-壳聚糖磷酸钙骨水泥,分别采用场发射扫描电镜带能谱仪、孔径分布分析仪、比重瓶法对其表面微观形貌、孔径大小及孔隙率进行表征。将PCL-CS/CPC和CPC分别设为实验组和对照组,进行细胞毒性试验,用MTT法测定体外细胞活力;通过细胞计数板计数法测定细胞黏附率。结果 PCL-CS/CPC孔径小,孔隙率高,其对体外细胞的毒性评价合格;在共培养的第1、3、5、7d,PCL-CS/CPC复合支架较CPC支架的BMSCS增殖活力更高(P<0.05),黏附率差异无统计学意义(P>0.05)。结论 PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架成功制备,相较于传统的CPC骨架,其在细胞活力、促进细胞增殖及黏附上更具优势。

γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合磷酸钙骨水泥制备、表征及性能

背景:骨缺损修复是一个复杂的过程,将成骨因子施加于骨缺损区域以刺激成骨,已被证明有显著的效果。目的:制备γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合磷酸钙骨水泥,并观察其理化性质,探索其作为生长因子载体的缓释功能。方法:通过喷雾冷冻干燥法制备γ-聚谷氨酸/壳聚糖凝胶颗粒,装载重组人骨形态发生蛋白2生长因子,与磷酸钙骨水泥的固相通过湿法预混、研磨和冷冻干燥,按比例添加固化液,注模按压成型,即制备复合磷酸钙骨水泥载体。以磷酸钙骨水泥为空白对照,对该复合载体凝固时间、抗压强度、物相分析、微观表征、体外释放性能及生物相容性等进行观察和分析。结果与结论:(1)γ-聚谷氨酸/壳聚糖的添加未改变磷酸钙骨水泥的理化性质,各组间初凝时间与终凝时间及抗压强度未见明显差异;(2)扫描电子显微镜观察改性后的磷酸钙骨水泥呈片状晶体形态,γ-聚谷氨酸/壳聚糖颗粒均匀分散其中;(3)γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合磷酸钙骨水泥能明显促进骨细胞体外增殖;(4)体外模拟实验表明γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合磷酸钙骨水泥具有较好的缓释功能。

仿生聚己内酯-壳聚糖复合骨组织支架的制备研究

目的以CPC(磷酸钙骨水泥)为基体,以PCL-CS(聚己内酯-壳聚糖)为增强基体支架来制备微结构及力学性能优良的仿生网络结构复合多孔支架。方法采用烧制、减压灌液法和相分离技术制备PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架并进行表征。以MTT法及细胞计数板法分别测定PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架及CPC支架内细胞活力及细胞黏附率。结果 PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架孔容27.62 cm^3/g、平均孔径378.56μm、孔隙率92.14%,比表面积61.4 m^2/g,支架内各组细胞活力及细胞黏附率随着培养天数的增加而增长,PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架从第4天开始的支架内细胞增殖活力较CPC支架显著增强(P<0.05),从第2天开始,PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架细胞黏附率显著高于CPC支架(P<0.05)。结论成功制备了PCL-CS/CPC复合骨组织工程支架,相较于传统的CPC骨架,其在力学性能和生物学性能上均有所提高。

壳聚糖/羟基磷灰石表面修饰聚己内酯多孔骨支架的制备及性能

采用选择性激光烧结技术构建多孔聚己内酯(PCL)骨支架,用原位合成的方法制得壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)悬浮液,并采用真空浸泡、低速离心和冷冻凝胶的方法使CS/HA黏附在PCL支架的表面,以改善骨支架的生物相容性和细胞增殖活性。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观测复合支架的物相和形貌,测量支架的压缩强度和杨氏模量,测量支架表面的水接触角,并通过体外细胞实验研究复合支架的生物学性能。实验结果表明,原位合成的方法制得了羟基磷灰石(HA);CS/HA凝胶与PCL骨支架表面黏附良好;CS/HA改善了PCL支架表面的亲水性,提升了骨支架的生物相容性和细胞增殖活性。

聚己内酯/壳聚糖核壳结构纤维引导组织再生膜的制备及表征

高性能的引导组织再生膜是牙周引导组织再生术成功的关键,静电纺丝法因可仿生制备类细胞外基质结构,在引导组织再生膜研制方面显示出巨大潜力。本研究通过同轴静电纺丝法,以聚己内酯(PCL)为核层,壳聚糖(CS)为壳层,制备核壳结构的纳米纤维,并用香草醛对制备的纤维膜进行交联。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学测试及细胞培养等手段对制备的纤维膜进行形貌、内部结构、化学组成、力学性能和细胞相容性表征。结构分析表明本研究成功制备了核壳结构的PCL-CS纤维膜。力学测试和亲疏水性测试结果表明交联后的纤维膜具有较好的耐水性和力学性能,断裂强度高出文献报道值近两倍;体外细胞培养结果显示MG-63细胞能在交联后的纤维膜上黏附和持续增殖,表明纤维膜具有较好的细胞相容性,在引导组织再生领域有较好的应用前景。

载转化生长因子-β_1壳聚糖-聚己内酯微球制备及其可控释放性质研究

目的:制备载转化生长因子β1(TGF-β1)的壳聚糖-聚己内酯微球并研究其体外缓释行为。方法:以三聚磷酸钠为交联剂,利用水/油乳液方法制备载TGF-β1因子的壳聚糖-聚己内酯微球。利用酶联免疫吸附方法(ELISA)检测壳聚糖-聚己内酯微球的体外缓释行为。结果:在目前制备条件下,壳聚糖-聚己内酯微球具有好的形态,平均粒径可有效控制在10-20μm范围内。壳聚糖-聚己内酯中的聚己内酯含量能有效控制微球的初始释放和随后的缓释行为。优化获得的壳聚糖-聚己内酯微球能够以不同的速率控制TGF-β1持续释放超过4周。结论:载TGF-β1因子壳聚糖-聚己内酯微球的制备工艺稳定和可控,其初始释放和持续缓释行为可以由壳聚糖-聚己内酯中聚己内酯的含量有效调控。

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。

仿生融合器表面修饰后孔隙特征对骨化脂肪基质细胞的行为调控

目的评估融合器（cage）表面改性及孔隙特征与骨化脂肪基质细胞活性间关系，并验证优化改性的方法。方法掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）激光处理不同孔径（400～550μm、200～350μm及100～150μm）磷酸三钙／壳聚糖／聚已内酯（[3-TCP／CS／PCL）cage，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）表面修饰，如下接种羊骨化脂肪基质细胞（ADSCs）：共分为A组（大孔径cage＋RGD表面改性＋ADSCs），B组（中孔径cage＋RGD表面改性＋ADSCs）和C组（小孔径cage＋RGD表面改性＋ADSCs），振荡模式下培养；第1、4、8、12、16、20、24、28天，电镜及共聚焦显微镜下观察，检测存活率、增殖、碱性磷酸酶及I型胶原活性，分析细胞生长情况，裸鼠体内成骨测试。结果B组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富，存活率高于其他组[（74．56±0．57）％，P〈0．05]，增殖活力、碱性磷酸酶及I型胶原水平均高于其他组[（0．72±3．13）AU、（73．27±1．54）U／L、（71．18±2．51）mg／L，P〈0．05]，骨保护素（OPG）表达明显。结论中孔径cage具备稳定的细胞相容性，为理想的候选cage材料。