3D打印含镁聚己内酯支架修复大鼠颅骨缺损

目的 评价3D打印含镁(Mg)聚己内酯(polycaprolactone,PCL)支架在大鼠颅骨缺损模型中的骨修复效果。方法 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架,以纯PCL支架为对照组,用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察两种支架的表面形貌,用能谱分析仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)分析表面元素成分,并通过接触角仪和电子万能试验机对其材料学性能进行表征。此外,将PCL-Mg支架浸入磷酸盐缓冲液中,连续28 d检测镁离子的释放行为。本研究已通过单位伦理委员会审查批准。建立SD大鼠颅骨临界尺寸缺损模型,根据植入支架材料不同,15只SD大鼠分为3组:PCL组、PCL-Mg组和对照组(未作处理),每组5只。术后4周和8周进行micro-CT扫描检测分析,并在8周后获取颅骨缺损区样本及大鼠主要脏器进行组织学染色。结果 通过3D打印技术制备掺杂Mg微粒的PCL支架孔径为(480±25)μm,纤维直径为(300±25)μm,孔隙率约为66%。PCL-Mg支架含Mg 1.0 At%,表明Mg微粒的成功掺杂。PCL-Mg支架的接触角为68.97°±1.39°,压缩模量为(57.37±8.33)MPa,相较PCL支架显示出更好的润湿性和机械强度。在术后4~8周的观察期内,与对照组及PCL组相比,在PCL-Mg组大鼠颅骨缺损区观察到最佳的新生骨形成,其骨再生指标新生骨体积、骨体积分数、骨表面积、骨表面积组织体积比、骨小梁厚度、骨小梁数和骨矿物密度均显著优于对照组、PCL组。另外,H&E染色、Glodner染色和VG染色结果显示PCL-Mg组诱导较多的矿化新生骨形成,同时主要脏器H&E染色提示良好的生物安全性。结论 PCL-Mg支架能够促进骨缺损的修复,为颌面部骨缺损修复提供了新的支架材料选择,具有潜在的临床应用前景。

天然水凝胶支架的分类及其在3D细胞培养的应用研究进展

天然水凝胶支架由亲水性聚合物链交联形成,有相互连接的多孔结构、良好的生物相容性,通过模拟细胞外基质为细胞的增殖、分化、迁移和相互作用提供了空间微环境,是一种很有前景的3D细胞培养支架材料。本文从制备方法、交联方式、支架材料对天然水凝胶支架进行分类,详细介绍了近年来基于天然水凝胶支架的3D细胞培养在细胞工程、组织工程、病毒培养等生物医学领域的应用。随着生物医学不断发展,需深入研究3D培养细胞与天然水凝胶支架微环境之间相互作用,不断探索新的天然聚合物材料与凝胶制备方式,以便开发高性能、可调控、适用性强的多功能新型天然水凝胶。

肿瘤细胞3D无支架培养技术研究进展及其在药效评价中应用

作为三维(3D)细胞培养技术之一的3D无支架培养技术,其广泛应用于肿瘤3D细胞模型的构建之中。了解当前肿瘤细胞3D无支架培养技术的应用情况,以及肿瘤3D细胞模型的构建成果对于抗癌药物的研发与评价很重要。本文介绍了构建肿瘤3D细胞模型的超低吸附着板培养法、悬滴培养法、磁悬浮培养法和旋转式细胞培养系统以及它们的局限性,并简述了肿瘤3D细胞模型用于药效评价的新进展,以期为肿瘤3D细胞模型的构建及抗癌药的药效评价提供参考。

负载外泌体水凝胶修饰3D打印支架构建血管化的气道替代物

背景:对于长段气管缺损的替代治疗,尽管近年来组织工程研究取得了一定的进展,但仍然不尽完善,其中最大的难点就是不能快速实现气管替代物的血运重建。目的:初步探索经负载外泌体水凝胶修饰的聚己内酯支架构建可快速血管化气管替代物的潜力。方法:提取SD大鼠骨髓间充质干细胞来源外泌体,制备甲基丙烯酰化透明质酸溶液,将外泌体溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液按照体积比1∶1混合,紫外光照射5 min制备负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶。检测未负载外泌体水凝胶的降解情况,负载外泌体水凝胶外泌体的控制释放情况。采用3D打印法制备聚己内酯支架,将单纯的甲基丙烯酰化透明质酸溶液与负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水溶液分别滴加至支架表面,紫外光照射后获得水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架。将30只SD大鼠采用随机数字表法分为3组,每组10只,分别于皮下包埋单纯的支架、水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架,术后30 d取出各组支架及周围组织,通过苏木精-伊红及Masson染色观察新生血管生成情况,免疫荧光检测CD31的表达。结果与结论:①随着时间的推移,水凝胶逐渐降解,并且包封于水凝胶中的外泌体逐渐释放,可持续释放至30 d以上,并且外泌体的释放速率快于水凝胶自身的降解速率,浸泡30 d时仍有近20%的外泌体未被释放;②扫描电镜下可见,单纯的聚己内酯支架表面粗糙,经水凝胶修饰后,支架孔隙之间覆盖一层凝胶物质,支架表面变得光滑、致密;③大鼠皮下包埋30 d后,苏木精-伊红及Masson染色显示,与水凝胶修饰支架组相比,外泌体修饰支架组支架内部可见更多的新生血管形成,两组支架表面的水凝胶未完全降解;免疫荧光染色显示,外泌体修饰支架组CD31表达高于水凝胶修饰支架组(P<0.0001);④结果表明,甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶可以作为外泌体的控释载体,经负载外泌体甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶修饰后的3D打印聚己内酯支架,具有良好的生物相容性,且具有促进新生血管形成的潜力。

具有表面微孔的3D打印PCL网状支架的制备及性能

为制备表面具有微孔结构、粗糙度可控、力学性能高的骨组织工程支架,采用不同反应参数组合的NaOH蚀刻处理改善聚己内酯(PCL)网状支架的表面微形貌,解决3D打印PCL网状支架因亲水性差而不利于细胞生长的问题。NaOH处理反应参数组合包括NaOH溶液浓度和处理时间,浓度为0.5,1,5,10,15 mol/L,处理时间为1,6,12,24,48 h。采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、接触角测量仪、电动液压伺服机械测试机等手段对NaOH处理后支架进行了表征。结果表明,处理后支架主要产生了3种类型的表面形貌:一是温和处理条件下形成的褶皱表面,二是较强处理形成的粗糙表面,三是处理强度进一步增加时形成的凹坑和孔洞。蚀刻后支架表面接触角均显著降低,同时压缩强度下降,但NaOH处理参数组合为5 mol/L-24 h,10 mol/L-6 h的蚀刻支架,其压缩强度与未处理支架对比,差异没有统计学意义。蚀刻支架上细胞数目增多,单个细胞铺展面积大,黏附细胞伸出的突触变多。处理参数组合为10 mol/L-6 h的NaOH处理3D打印PCL网状支架可有效改善支架表面形貌和细胞反应,有利于增加湿润性和细胞黏附。

氢氧化钠碱蚀法改善3D打印PCL/β-TCP网状支架表面亲水性及其性能研究

目的为解决聚己内酯(polycaprolactone,PCL)/β-TCP骨组织工程支架表面亲水性不足的问题,通过NaOH蚀刻法改善3D打印PCL/β-TCP支架表面微形貌,进一步影响其亲水性和细胞反应。方法采用3D打印熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)技术制备PCL/β-TCP网状支架,通过NaOH蚀刻法进行支架表面粗糙化改性,观察NaOH浓度、时间2项反应参数对支架改性前、后在微观形貌、能谱元素、接触角、压缩强度、细胞黏附等性能方面的影响。结果经NaOH蚀刻后成功制备PCL/β-TCP网状支架表面微孔结构。随着NaOH浓度、时间任一种参数的增加均会导致支架表面微孔增大、材料表面接触角减小,但NaOH处理参数为1 mol/L(24 h)或10 mol/L(6 h)的蚀刻支架,其压缩强度与未处理组对比,差异没有统计学意义(P=0.071);蚀刻支架上细胞数目增多,单个细胞铺展面积大,在骨髓间充质干细胞(BMSCs)黏附增殖上更具优势。结论采用NaOH蚀刻法改善3D打印PCL/β-TCP骨组织工程支架亲水性的方法是一种低成本的有效策略,可有效改善支架湿润性和细胞黏附。

3D打印高密度聚乙烯支架表面涂层的性能

背景:高密度聚乙烯常用作颅颌面骨缺损的修复材料,然其制备方式及表面活性仍需进一步改进。目的:优化高密度聚乙烯制备方法,改善高密度聚乙烯表面活性。方法:基于挤出式3D打印技术制备高密度聚乙烯支架,将支架依次浸入多巴胺溶液、模拟体液中进行聚多巴胺、羟基磷灰石涂层。表征涂层前后支架的微观形貌、亲水性和压缩模量。在支架表面分别接种小鼠胚胎成骨前体细胞MC3T3-E1和人脐静脉内皮细胞,评估涂层前后支架的细胞相容性、早期成骨活性和促血管活性。结果与结论:①3D打印的高密度聚乙烯支架纤维排列规则,孔隙均匀;表征结果显示,支架表面聚多巴胺、羟基磷灰石改性成功;与未改性支架相比,聚多巴胺涂层与聚多巴胺+羟基磷灰石涂层改性后的支架表面水接触角明显减小(P<0.05),压缩模量未发生明显变化;②与未改性支架相比,聚多巴胺涂层与聚多巴胺+羟基磷灰石涂层改性后的支架可促进MC3T3-E1细胞、人脐静脉内皮细胞的黏附(P<0.05),且双涂层改性组促细胞黏附优于单涂层改性组(P<0.05);与未改性支架相比,聚多巴胺涂层与聚多巴胺+羟基磷灰石涂层改性后的支架可促进MC3T3-E1细胞、人脐静脉内皮细胞的增殖(P<0.05),且双涂层改性组促细胞增殖优于单涂层改性组(P<0.05);与未改性支架相比,聚多巴胺涂层与聚多巴胺+羟基磷灰石涂层改性后的支架可促进MC3T3-E1细胞的成骨分化(P<0.05),提高人脐静脉内皮细胞血管生成因子CD31的表达,其中以双涂层改性组效果更明显;③结果表明,经聚多巴胺、羟基磷灰石涂层后,3D打印高密度聚乙烯支架具有良好的细胞相容性、早期促成骨活性和促血管活性。

3D打印磷酸镁铵/聚己内酯引导骨再生支撑性膜的制备及其生物学性能的研究

目的:制备一种新型3D打印磷酸镁铵/聚己内酯(MNP/PCL)复合引导骨再生(GBR)膜,探究MNP添加比例对材料力学性能及生物学性能的影响。方法:利用熔融沉积成型3D打印技术成功制备纯PCL膜和MNP/PCL复合膜(MNP质量比例:5%和10%),随后对各组的表面形貌及力学性能进行分析,并通过体外细胞学实验检测其生物相容性及促成骨性能。结果:扫描电子显微镜图像显示,每个PCL和MNP/PCL膜都呈现出互连的网络结构,5%MNP/PCL和10%MNP/PCL打印丝径和孔径与预先设计的打印模型相符。相较于纯PCL膜,MNP/PCL膜表现出更优秀的机械强度和亲水性(P<0.01)。体外细胞实验表明,MNP/PCL膜具有良好的细胞黏附性,并显著促进了MC3T3E1的增殖和成骨能力(P<0.05)。结论:3D打印MNP/PCL复合膜兼具良好的生物相容性、机械性能和促成骨能力,为临床工作中GBR所面临的困境提供新思路。

3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架生物相容性

目的探讨3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架的生物相容性。方法分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,将3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架与骨髓间充质干细胞复合培养,用扫描电镜观察细胞在支架上黏附生长情况。采用CCK-8法检测3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架浸提液(实验组)和DMEM完全培养液(对照组)对骨髓间充质干细胞的细胞毒性,倒置相差显微镜下观察两组细胞形态变化。采用溶血试验检测3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架浸提液对新鲜抗凝兔血的溶血反应,以生理盐水为阴性对照,双蒸水为阳性对照。结果扫描电镜观察显示,3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架呈多孔隙网状结构,骨髓间充质干细胞能在支架上黏附生长。倒置相差显微镜观察显示,骨髓间充质干细胞在支架浸提液中生长良好,实验组与对照组细胞形态无明显差别。CCK-8法检测显示,培养1、2、3、4d后实验组吸光度值与对照组比较差异均无显著性(P>0.05),受试支架的细胞毒性等级为1级。溶血试验结果显示,支架浸提液溶血率为1.16%。结论 3D打印纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架具有良好的生物相容性,有望成为一种新型的颅骨缺损修复材料。

具有梯度孔结构特征的聚己内酯多孔支架的3D打印制备及表征

软骨组织工程生物支架材料的内部结构(如孔结构)对于细胞行为有着重要影响。3D打印技术可以实现对支架结构的精确控制。聚己内酯(poly(ε-caprolactone),PCL)是广泛应用的组织工程支架材料,具有良好的生物相容性,支持多种细胞的黏附、增殖和基质分泌。3D打印制备的PCL多孔支架包含相邻三部分,每部分由六层纤维堆积,相邻两层的纤维夹角分别为30、45和60°,而同层中纤维间距为分别为450、400和300μm;力学性能测试梯度支架的杨氏模量在47 MPa左右,与天然软骨组织20 MPa相匹配;微断层扫描和扫描电镜观察支架表面和内部形貌的结构特征,Image J软件对支架特征参数进行量化分析。支架表面和内部形貌规整,呈现孔结构梯度分布,具有良好的孔连通性和57%左右的孔隙率,孔径梯度大小为342~747μm。经细胞接种培养后,应用扫描电镜、CCK8检测和死活染色方法分析支架材料对细胞生长及活性的影响。梯度支架能够很好地支持细胞生长和活性。研究通过对支架材料的设计和制备为软骨组织工程研究奠定了基础。

3D打印技术构建不同比例聚己内酯-磷酸三钙支架及其体外诱导成骨性能

背景:骨组织工程支架的复合材料选择及混合比例对于支架成骨诱导作用的影响巨大。目的:借助3D打印技术构建不同混合比例的聚己内酯-磷酸三钙复合支架,探究其物理特征和成骨诱导能力。方法:将聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)分别按照10∶0、9∶1、8∶2、7∶3的质量比混合,借助3D打印技术构建单纯聚己内酯支架和聚己内酯-磷酸三钙复合支架,分别命名为单纯PCL支架、PCL-10%TCP支架、PCL-20%TCP支架、PCL-30%TCP支架,利用扫描电子显微镜和疲劳试验机表征支架的微观结构和力学性能。将兔骨髓间充质干细胞分别接种于单纯PCL支架、PCL-10%TCP支架、PCL-20%TCP支架上,接种后第1,4,7天检测细胞增殖,第1,7,14天检测细胞内碱性磷酸酶活性,第7,14,21天检测支架上清液内的钙含量。结果与结论:(1)PCL-30%TCP支架无法通过该方式构建支架;(2)与单纯PCL支架相比,PCL-10%TCP支架、PCL-20%TCP支架的抗压强度和弹性模量更强(P<0.05),孔隙率无明显改变;(3)单纯PCL支架、PCL-10%TCP支架、PCL-20%TCP支架均可观察到预先设计的孔隙结构,支架内部孔隙相互连通;(4)单纯PCL支架、PCL-10%TCP支架、PCL-20%TCP支架均可促进骨髓间充质干细胞增殖,PCL-20%TCP支架组接种第4,7天的细胞增殖效果优于其余两组支架(P <0.05);(5)PCL-20%TCP支架组接种第7,14天的细胞内碱性磷酸酶活性高于其余两组支架(P <0.05);(6)接种第14天,PCL-20%TCP支架组钙含量高于其余两组支架(P<0.05);(7)结果表明,相比于其他支架,PCL-20%TCP支架具有更好的力学性能,更能促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。

3D打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架与骨髓间充质干细胞的体外生物相容性

背景:聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合材料是在常用骨组织工程材料基础上结合3D打印技术制备的新型复合支架材料,目前对于该复合材料的体外生物相容性研究较少。目的:通过体外实验探讨3D打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架材料的细胞相容性。方法:利用3D打印技术分别制备聚己内酯及聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架,表征两组材料的微观结构、孔隙率及力学性能。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于两组支架表面,CCK-8法检测细胞增殖率,扫描电镜和Live/Dead染色观察细胞在支架上的生长情况。结果与结论:(1)两组支架均呈三维网状相互连通结构,纤维呈规律有序的排列、相互交错,纤维表面无空隙,纤维间距、直径较为均一;两组支架的孔隙率比较差异无显著性意义(P>0.05);复合支架的弹性模量高于单纯聚己内酯支架(P<0.05);(2)两组支架表面培养1 d的细胞增殖比较差异无显著性意义(P>0.05),复合支架表面培养4,7 d的细胞增殖快于单纯聚己内酯支架(P<0.05);(3)Live/Dead染色结果显示,两组材料均具有良好的细胞相容性,细胞活性较高,同时复合支架上的贴壁细胞更多一些;(4)扫描电镜显示,细胞在两种材料上生长形态良好,并紧密黏附于支架表面及微孔附近,同时可见分泌的细胞外基质呈丝状包绕于细胞周围;(5)结果表明,3D打印技术制备的聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架孔隙较丰富,具备良好的力学性能,细胞相容性良好,可作为骨组织工程的支架材料。

3D打印成型纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯三元复合支架材料的构建及表征

背景:目前常用的骨缺损修复支架材料种类较多,但单一类型材料难以满足骨组织工程支架材料的要求,通过合适的方法将几种单一材料组合形成复合型材料,综合考虑各种材料优缺点,是近年来学者们的研究重点。目的:构建纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯三元复合支架材料,并作表征分析研究。方法:采用3D打印成型技术制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯多孔三元复合支架材料,从X射线衍射分析、吸水率、抗压强度、体外降解性能、孔径分析、扫描电镜分析等多个维度对支架材料进行表征研究。结果与结论:①X射线衍射分析显示,纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯多孔三元复合支架的晶型峰图与羟基磷灰石粉末衍射标准卡片类似,表明该三元复合支架是通过物理作用相互结合的,不影响羟基磷灰石的生物学功能;②三元复合支架的吸水率为18.28%,亲水性好,支架可承受的最大压力为1415 N,其体外降解速率与成骨速率相当;③显微镜下可见三元复合支架的内孔为方形,孔径250 m,孔径大小均匀、分布有致;④扫描电镜下三元复合支架可见,壳聚糖和聚己内酯组成的纤维排列整齐有序,成网格状,羟基磷灰石呈颗粒状在纤维表面均匀分布,三元复合材料呈现均匀、疏松的微孔结构;⑤结果表明,通过3D打印成型技术可成功制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯三元复合支架材料,其具有适度的抗压强度、一定的孔隙率、适宜的降解速度和吸水率,能为修复骨缺损的奠定基础。

可降解聚肟氨酯材料的设计研制及其3D打印

针对生物医学应用,研制了一种新型的具有良好降解性和可3D打印的聚氨酯材料——聚肟氨酯。通过聚己内酯二醇、丁二酮肟和异佛尔酮二异氰酸酯的两步缩聚反应制备得到了可降解的聚己内酯基聚肟氨酯材料(PCL-PU)。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱分析、热重分析、差示扫描量热法、流变学测试、体外酶促降解实验、单轴拉伸试验和压缩试验等分析测试方法对PCL-PU的分子结构和性能进行了表征。研究结果表明,成功合成了聚己内酯基聚肟氨酯材料,该材料具有良好的热稳定性、可降解性和力学性能,体外降解7 d后该材料的降解率可达(44.3±12.9)%。同时,PCL-PU具有良好的加工性能,在99℃时可方便快捷地3D打印。该材料有望应用于组织工程支架等生物医学领域。

填充结构对3D打印聚己内酯支架力学性能的影响

背景:3D打印聚己内酯组织工程支架是近些年来研究的热点之一,选择合适的材料制备力学性能优良的多孔支架是当前研究的难点。目的:制备不同填充结构的三维多孔聚己内酯支架,研究其机械性能。方法:设计0°/90°、0°/60°、0°/60°/120°、0°/45°和0°/45°/90°/135°5种填充结构,采用生物3D打印机打印三维多孔聚己内酯支架,测试支架的孔隙率及压缩和拉伸性能。结果与结论:(1)5种支架的孔隙率比较差异无显著性意义(P>0.05);(2)从Z方向压缩时,不同填充结构聚己内酯支架的压缩性能差异很小;(3)从Y方向压缩时,0°/45°、0°/60°、0°/90°三种支架的压缩性能随填充角度增加而增强,0°/45°/90°/135°支架的压缩模量和强度比0°/45°支架高,0°/60°/120°支架的压缩模量和强度比0°/60°支架强;(4)从X方向压缩时,支架压缩模量和强度的规律与Y方向压缩相反;在5种支架中,0°/45°/90°/135°支架的拉伸模量和强度最大,0°/90°支架的拉伸模量和强度最小,0°/45°、0°/60°、0°/90°支架的拉伸强度和模量随角度增加而减小;(5)结果表明,0°/90°和0°/60°/120°填充结构的支架可满足力学性能各向同性的生理环境需求,其他3种结构可满足人体组织各向异性生长环境的要求。

3D电喷印法制备凹凸棒石/聚己内酯支架及体外成骨诱导性能

背景:静电纺丝制备的聚己内酯纳米纤维支架具有仿细胞外基质的结构,但其亲水性较差,不利于细胞的黏附、迁移、增殖和分化。目的:利用3D电喷印法制备凹凸棒石/聚己内酯支架,评价其对小鼠骨髓间充质干细胞的生物学影响及成骨诱导分化作用。方法:采用3D电喷印法制备含不同质量比例凹凸棒石(0%,0.5%,1%,2%)的凹凸棒石/聚己内酯支架,扫描电镜观察其形貌结构。将4组支架分别与骨髓间充质干细胞共培养,第7天时扫描电镜下观察细胞黏附,第2天时Live/Dead染色观察材料表面细胞生长状态,第1,3,5天时利用CCK-8法检测细胞增殖,第3,7,14天时采用Real-time PCR检测成骨标志基因的表达水平,第3,7,10天时检测细胞碱性磷酸酶活性。结果与结论:①扫描电镜显示,4组支架均呈多孔隙的网状结构,平均孔隙约450μm,其中0%,0.5%凹凸棒石组支架表面光滑,1%,2%凹凸棒石组支架表面粗糙;②扫描电镜显示,细胞能在4组材料表面黏附和生长,其中1%凹凸棒石组细胞数量多于其他3组;③Live/Dead染色显示,细胞在4组材料表面黏附和生长,其中2%凹凸棒石组细胞数量最少;④CCK-8检测结果显示,0.5%凹凸棒石组的细胞增殖速率快于其他3组;⑤Real-time PCR检测显示,0.5%凹凸棒石组共培养14 d的碱性磷酸酶、骨钙素、Osterix和Runx-2基因表达量均高于其他3组;⑥0.5%,1%,2%凹凸棒石组的碱性磷酸酶活性均不同程度地高于0%凹凸棒石组,共培养3,7 d时0.5%凹凸棒石组最高,共培养10 d时1%,2%凹凸棒石组最高;⑦结果表明,加入质量比例0.5%凹凸棒石的聚己内酯支架具有良好的生物相容性和一定的成骨诱导效应。

血浆1-3-β-D葡聚糖检测联合真菌培养对深部真菌感染诊断的价值

目的探讨血浆中1-3-β—D葡聚糖（BG）检测（G试验）联合真菌培养对深部真菌感染诊断的临床应用价值。方法收集我院2012年1月～2013年6月1010例住院患者资料，免疫比浊法检测1—3-β—D葡聚糖（G试验）含量，联合真菌培养结果，与临床诊断进行比对分析。结果136例患者确诊为DFI，真菌培养阳性率为100％，G试验阳性率（〉20μg／L）为92．65％。539例患者疑诊为DFI，真菌培养阳性率为66．23％，G试验阳性率为33．77％。335例患者排除诊断为DFI，真菌培养阳性率为0，G试验阳性率为0.1010例怀疑DFI的患者中，G试验阳性患者为308例，包括确诊DFI和疑诊DFI患者，确诊DFI患者BG含量中位数，最小值和最大值均明显高于疑诊DFI患者BG含量。G试验阴性（〈20仙g／L）患者为702例，确诊DFI患者，疑诊DFI患者和排除诊断DFI患者BG含量差异无统计学意义（P〉0．05）。结论G试验联合真菌培养能用于准确确诊和排除诊断DFI，并且BG含量能反映诊断DFI的可靠程度。

茶黄素-3,3’-没食子酸酯修饰的纳米羟基磷灰石/聚已内酯复合多孔支架修复骨缺损

背景:茶黄素-3,3’-没食子酸酯(theaflavin-3-gallate,TF-3G)可明显抑制骨吸收,在预防骨质疏松方面具有明显的效果,但是将其应用于成骨方面的研究并不多见。目的:将TF-3G负载于纳米羟基磷灰石/聚己内酯(nano-Hydroxyapatite/Polycaprolactone,nHA/PCL)复合支架中,观察其成骨作用。方法:配制不同质量浓度的TF-3G溶液,通过CCK-8实验检测其细胞毒性。根据细胞毒性实验结果选择适宜质量浓度(0,0.86,4.30,8.60,17.20,34.4,68.8,86,106 mg/L)的TF-3G溶液干预骨髓间充质干细胞,采用CCK-8法检测其成骨分化过程中的增殖活性。选择一定质量浓度的TF-3G溶液诱导骨髓间充质干细胞向成骨方向分化,进行碱性磷酸酶活性检测与茜素红染色。利用选择性激光烧结快速成型技术制备nHA/PCL复合多孔支架,采用溶液浸渍与冷冻干燥法将TF-3G负载于nHA/PCL复合多孔支架中。在成年新西兰大白兔桡骨部位制作1.5 cm的骨缺损,空白对照组不植入任何材料,两实验组分别植入nHA/PCL、TF-3G/nHA/PCL复合多孔支架,术后分别进行影像学检查与组织学观察。结果与结论:(1)CCK-8检测显示,0.86,4.30,8.60 mg/L的TF-3G可促进骨髓间充质干细胞的增殖,17.20,34.4,68.8,86,106 mg/L的TF-3G抑制骨髓间充质干细胞的增殖,选择0.86,4.30,8.60 mg/L质量浓度进行骨诱导实验。(2)碱性磷酸酶活性检测与茜素红染色显示,随着TF-3G溶液质量浓度的增加,促成骨效果增强。(3)术后4,12周的Lane-Sandhu X射线评分显示,两支架组高于空白对照组(P<0.05),并且TF-3G/nHA/PCL组高于nHA/PCL组(P<0.05)。(4)术后12周,结合苏木精-伊红、Masson染色结果进行Huddleston组织学评分,两支架组高于空白对照组(P<0.05),并且TF-3G/nHA/PCL组高于nHA/PCL组(P<0.05)。(5)结果表明,TF-3G可促进骨髓间充质干细胞的增殖与成骨分化,负载TF-3G的nHA/PCL复合多孔支架可促进骨缺损的修复。

聚己内酯材料的改性及在3D打印中的应用

主要综述了通过物理和化学方法制备改性聚己内酯(PCL)的方法和所制备的改性PCL的性能,并且对PCL材料在3D打印领域中的应用也进行了介绍。由于PCL具有较好的生物相容性和韧性,并且改性的PCL也具有较为理想的强度,相应的3D打印产品可用到组织工程领域。另外,化学改性的PCL还具有一定的功能性。

3D肿瘤支架的研究进展及其在药物筛选中的应用

3D肿瘤支架作为新兴的肿瘤细胞培养平台,能够重现肿瘤组织的3D结构,提供仿生微环境和降低肿瘤细胞的药物敏感性,在肿瘤生理学研究和肿瘤耐药机制研究中具有独特优势。综述了3D肿瘤支架的类型及其优缺点,从模拟肿瘤-间质细胞相互作用和肿瘤内部梯度缺氧环境两方面介绍了3D肿瘤支架模拟肿瘤微环境的研究进展,并对3D肿瘤支架在药物筛选中的应用进行分析。揭示了肿瘤支架在研究肿瘤耐药性机制、开发新型抗肿瘤药物,以及作为个性化肿瘤治疗临床前平台中的重要作用。最后对肿瘤支架的构建和应用提出设想和展望,旨在为构建高仿真肿瘤模型,研究肿瘤的异质性和肿瘤治疗方法提供参考。