纳米珍珠粉在骨组织工程中的应用研究进展

纳米级材料具有很多优点,将纳米技术应用于珍珠粉制备形成纳米珍珠粉,既具有纳米材料的优点,又保留了珍珠粉的特性,可成为一种理想的骨缺损修复材料。纳米珍珠粉以较为优越的性能作为骨缺损修复材料显示出广阔的应用前景,受到了广泛的关注。

纳米珍珠粉对大鼠钙吸收利用的影响

目的研究纳米珍珠粉对大鼠钙吸收利用的影响,并比较纳米和微米珍珠粉对大鼠生长发育和骨钙水平作用的差异。方法出生21d断乳SD大鼠100只,喂养低钙饲料2周。随机分为5组,雌雄各半,Ⅰ～Ⅱ组分别为微米珍珠粉低、高剂量组,喂饲饲料为低钙饲料混合不同剂量的微米珍珠粉;Ⅲ～Ⅳ分别为纳米珍珠粉低、高剂量组,喂饲饲料为低钙饲料混合不同剂量的纳米珍珠粉;Ⅴ组为低钙对照组,喂饲低钙饲料;另取10只SD大鼠为实验本底组(即Ⅵ组),Ⅵ组于实验开始前处死。实验期为4周。结果2个不同剂量的纳米珍珠粉组的大鼠体重、股骨干重及长度、钙吸收率、钙存留率均高于2个相应剂量的微米珍珠粉组,且差异有显著性(P<0.05)。结论纳米珍珠粉能够被大鼠很好地吸收利用,具有增加骨钙含量的功能,在钙吸收利用作用方面明显优于微米珍珠粉。

纳米珍珠粉人工骨修复兔股骨远端缺损

目的:探讨纳米珍珠粉人工骨在兔股骨远端骨缺损中的修复能力。方法:将32只新西兰大白兔随机分为纳米珍珠粉/重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)/透明质酸人工骨组、纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组、单纯珍珠粉组和空白对照组,每组8只。在兔股骨远端干骺线处制备直径为7 mm,高为10 mm的圆柱状骨缺损模型,按分组植入不同骨替代材料,通过大体标本、影像学检查、组织病理学检查来观察不同材料的成骨修复效果。结果:影像学检查表明:纳米珍珠粉/rhBMP-2/透明质酸人工骨组的骨修复效果优于单纯珍珠粉组和纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组,3个实验组的骨修复效果均优于未放置任何骨替代材料的空白对照组;组织学结果表明:在骨缺损造模术后第4周、8周、12周,纳米珍珠粉/rhBMP-2/透明质酸人工骨组的骨修复速度要比单纯珍珠粉组和纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组快,空白对照组的骨修复速度远落后于3个实验组。骨钙素抗体染色结果表明:纳米珍珠粉/rhBMP-2/透明质酸人工骨组的成骨效果优于纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组(P<0.05);纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组与单纯珍珠粉组的成骨效果相比差异不明显(P>0.05);单纯珍珠粉组和空白对照组之间成骨效果差异明显(P<0.05)。Ⅰ型胶原蛋白抗体的染色结果表明:纳米珍珠粉/rhBMP-2/透明质酸人工骨组的成骨效果与纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组相比差异不明显(P>0.05),纳米珍珠粉/透明质酸人工骨组的成骨效果优于单纯珍珠粉组和空白对照组(均P<0.05)。结论:纳米珍珠粉及其人工骨能够促进骨缺损的修复,而其中含有rhBMP-2的纳米珍珠粉人工骨对骨缺损的成骨修复效果更佳。

不同分散介质研磨所得纳米珍珠粉的比较

背景:为了保留更多的有机质及材料生物学活性,需通过物理方法研磨细化珍珠粉。球磨法可以最大限度地保留珍珠粉中的有机质及其活性,而不同分散介质球磨制备的纳米材料效果不同。目的:对以蒸馏水和无水乙醇两种分散介质研磨所得的纳米珍珠粉进行对比。方法:分别以无水乙醇与水作为分散介质研磨制备纳米珍珠粉,采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、凯氏定氮法及食品中氨基酸测定等方法比较分析研磨前后的珍珠粉。结果与结论:①以无水乙醇为分散介质制备的纳米珍珠粉主要为类圆形颗粒,大小不等,主要分布在30-50 nm,平均晶粒20nm,方解石碳酸钙相对百分比增至7%,蛋白质和氨基酸含量未发生明显变化;②以蒸馏水为分散介质制备的纳米珍珠粉主要为类圆形颗粒,存在较大的条状或块状不规则颗粒,大小不均,平均晶粒30 nm,方解石碳酸钙相对百分比增至10%,蛋白质和氨基酸含量有所减少;③结果表明两种分散介质研磨后珍珠粉粒度有明显差异,以无水乙醇为分散介质研磨的珍珠粉粒度更细更均匀。

纳米级海水珍珠粉的水解氨基酸组成分析

为研究纳米级海水珍珠粉的氨基酸含量,将不同品牌的3种海水珍珠粉经酸水解处理后,用氨基酸自动分析仪测定了其17种水解氨基酸含量,并对其氨基酸组成与功效进行分析研究。

NPP/C-HA/rhBMP-2复合支架修复兔股骨缺损的实验研究

目的:探讨NPP/C-HA/rhBMP-2人工骨在实验兔体内的成骨效果。方法:在兔股骨远端做直径7 mm、深10 mm的骨缺损模型,根据缺损形状,制作含有rhBMP-2的NPP/C-HA人工骨,缺损处不植入材料作为空白组,植入NPP/CHA人工骨为对照组,植入NPP/C-HA/rhBMP-2人工骨为实验组。第4、8、12周时,通过锥形束CT(CBCT)、H-E染色及Masson染色,观察各组成骨效应;检测各组血清中碱性磷酸酶(ALP)活性及组织中OCN阳性染色,确定缺损处成骨分化及骨成熟程度。采用SPSS 18.0软件包对数据进行统计学分析。结果:大体标本显示,实验组12周时缺损处修复完全,未见炎症、排斥等免疫反应。CBCT显示,12周时,对照组从骨缺损边缘到中心处骨密度增高,但边界仍在;加入rhBMP-2后的实验组效果更加明显,新生骨与周围宿主骨基本一致,边界消失。第8、12周时,实验组HU值显著高于对照组及空白组(P<0.05)。H-E染色及Masson染色显示,第8、12周时,实验组较对照组及空白组有明显的新生骨形成。第8周时,各组血清ALP活性升高,实验组ALP水平显著高于其他组(P<0.05)。OCN免疫组织化学IHC阳性染色显示,实验组较对照组、空白组更明显(P<0.05)。结论:NPP/C-HA/rhBMP-2具有良好的组织相容性、骨诱导性、骨传导性和成骨性,有望成为骨缺损修复良好材料。

珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的制备及抗紫外性能测试

以不同质量分数的高分子聚合物聚丙烯腈(PAN)的浓溶液和加有不同质量分数的纳米珍珠粉的PAN稀溶液为原料,采用静电纺丝法制备了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜。用扫描电镜观察了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的形态结构。采用防紫外线透过及防晒保护测试仪测试了珍珠粉基/PAN微纳纤维膜的抗紫外性能。

复方白芨胶/珍珠层粉修复兔牙槽骨缺损的实验研究

目的观测兔牙槽骨局部缺损后应用复方白芨胶/珍珠层粉的修复效果及复合材料降解吸收情况。方法 60只兔分3组,Ⅰ组:骨缺损处植入白芨胶/珍珠层粉复合材料;Ⅱ组:单纯珍珠层粉;Ⅲ组:不填充材料。分别在术后1、4、8、12周行影像学、骨密度、大体解剖学观察、组织学及碱性磷酸酶活性测定,评价骨缺损修复及材料降解情况。结果珍珠层粉与白芨胶粉生物相容性均良好,术后12周时各组材料均降解完成。Ⅰ组骨缺损修复最快。12周时Ⅰ组骨密度值为(0.41±0.02)g.cm-2,大于Ⅱ组,Ⅱ组大于Ⅲ组。术后各时间点碱性磷酸酶活性Ⅰ组最高。结论中药复方白芨胶/珍珠层粉能较快地修复局部牙槽骨缺损,为临床中药治疗牙槽骨缺损开辟了新方向。

纳米珍珠粉对小鼠骨髓间充质干细胞活性影响研究

目的探讨纳米珍珠粉(nano-pearl powder,NPP)对小鼠骨髓间充质干细胞活性的影响。方法研究于2016年8月至2017年3月在中南大学湘雅医学院附属海口医院实验中心进行。将NPP以100、300、500μg/mL的质量浓度与小鼠骨髓间充质干细胞共培养24 h(NPP组),用CCK8法测定吸光度值,计算细胞相对增殖率,评定其细胞毒性级别;用Annexin-FITC/PI法检测细胞凋亡率。两者综合评定NPP对小鼠骨髓间充质干细胞活性的影响,并与相同质量浓度纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,NHA)(NHA组)进行对比。结果 NPP与NHA细胞毒性检测均合格,NPP在100μg/mL时细胞相对增殖率最高;NPP组细胞凋亡率均低于NHA组,在质量浓度为100和500μg/mL时的差异有统计学意义(P <0.01)。结论 NPP细胞毒性检测合格,其对小鼠骨髓间充质干细胞活性的影响优于NHA。

纳米级淡水珍珠粉修复兔股骨远端骨缺损的体内研究

目的探讨纳米级淡水珍珠粉在动物体内的骨缺损修复效果。方法 32只兔随机分A(纳米级淡水珍珠粉组)、B(微米级淡水珍珠粉组)、C(纳米级羟基磷灰石)、D(空白组)四组,于兔股骨远端骨缺损内植入材料,空白组不植入材料。分别在术后1、2、3个月行大体标本观察、CBCT检查和组织学检查,评价骨缺损修复及材料降解情况。结果珍珠粉及羟基磷灰石粉生物相容性均良好,术后3个月时材料均降解完成。术后各时间段,纳米级淡水珍珠粉组的新生骨组织面积百分比均为最高。结论纳米级珍珠粉具有骨缺损修复作用,较微米级珍珠粉及羟基磷灰石效果更好。

PET/纳米珍珠粉共混体系的制备及其熔体流变性能的研究

制备了不同纳米珍珠粉(NPP)含量的聚酯(PET)/NPP共混体系,然后通过毛细管流变仪对其流变加工性能进行了详细地讨论。结果表明:PET/NPP共混体系属于切力变稀流体,通过加入NPP可有效降低体系的黏度;共混体系非牛顿指数(n)随NPP添加量的增加呈现先升高后下降的趋势,在1%时出现极大值;共混体系的结构黏度指数(Δη)随NPP添加量的增加呈现先减小后上升的趋势,当NPP的添加量为1%时,共混体系Δη较低,具有较好的可纺性。