仿生矿化PLGA/MWNTs/HA引导组织再生膜的细胞相容性研究

目的通过仿生矿化的方法制备PLGA/MWNTs/HA牙周引导组织再生膜并对其细胞相容性进行表征。方法先将聚乳酸-羟基乙酸共聚物[Poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]与多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)复合,采用溶液浇铸法制备PLGA/MWNTs复合膜;再将其仿生矿化,制得PLGA/MWNTs/羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)复合膜,再将人牙周膜干细胞接种于PLGA/MWNTs/HA复合膜上培养,采用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)观察细胞在复合膜上的形貌,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法分析细胞的增殖情况。结果 PLGA/MWNTs复合膜表面比较均匀、致密;矿化7天后,PLGA/MWNTs复合膜表面有磷灰石晶体形成;人牙周膜干细胞在PLGA/MWNTs/HA复合膜表面生长、增殖良好,HA的加入有利于细胞的粘附和生长。结论通过仿生矿化法制得的PLGA/MWNTs/HA复合膜具有良好的细胞相容性,有望在牙周引导组织再生领域发挥作用。

PLA/MWNTs/HA复合材料的制备和性能研究

采用超声辅助原位湿法合成多壁碳纳米管/羟基磷灰石纳米复合材料(MWNTs/HA),并通过溶液浇铸法制备了PLA/MWNTs/HA复合材料薄膜。考察了 MWNTs/HA纳米粒子含量对复合膜性能的影响,并通过力学性能、SEM、FTIR、以及DMTA对复合膜性能进行了表征,结果表明:随着纳米粒子质量分数的增加,复合膜的拉伸强度呈下降趋势;拉伸模量和储能模量呈现先下降后上升的趋势;玻璃化转变温度则呈现不断上升趋势。

载二甲双胍PLGA/HA支架复合BMSCs植入对兔股骨缺损的修复作用观察

目的 观察载二甲双胍(Met)聚乳酸—羟基乙酸聚合物(PLGA)/羟基磷灰石(HA)支架复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)植入对兔股骨缺损的修复作用。方法 自新西兰兔双侧股骨中段获取BMSCs培养传代,分别以0、0.1、1、10 mmol/L的Met处理BMSCs,检测BMSCs活力及成骨分化能力,筛选Met适宜作用浓度。采用溶剂浇铸—粒子沥滤法制备PLGA/HA支架和PLGA/HA/Met支架,将BMSCs分别与2种支架复合,Hochest染色观察BMSCs的黏附增殖情况。将16只新西兰兔采用钻孔法构建兔股骨骨缺损模型,并随机分为Blank组、PLGA/HA组、PLGA/HA/BMSCs组、PLGA/HA/Met/BMSCs组,每组4只;Blank组不做任何处理,PLGA/HA组植入PLGA/HA支架,PLGA/HA/BMSCs组植入复合1×10^(6)个BMSCs的PLGA/HA支架,PLGA/HA/Met/BMSCs组植入复合1×10^(6)个BMSCs载Met的PLGA/HA支架。支架植入术后4周采用ELISA法检测血清骨钙素;支架植入术后8周观察骨缺损修复情况,碱性磷酸酶染色观察组织切片骨化程度,采用RT-PCR法检测缺损处骨组织中的CollagenⅠ、RUNX-2 mRNA。结果 Met可激活BMSCs并促进其成骨分化,浓度为1 mmol/L时,其促进成骨分化作用最佳。BMSCs可与PLGA/HA支架及PLGA/HA/Met支架黏附并在其内增殖。支架植入术后4周,Blank组、PLGA/HA组、PLGA/HA/BMSCs组、PLGA/HA/Met/BMSCs组血清骨钙素水平依次增高(P均<0.05);支架植入术后8周,四组股骨缺损处骨痂渐明显且骨缺损渐缩小,碱性磷酸酶染色蓝色面积依次增加且渐深,股骨缺损处CollagenⅠ、RUNX-2 mRNA表达水平依次增高(P均<0.05)。结论 Met可激活BMSCs并促进其成骨分化,PLGA/HA支架可作为Met的载体和缓释体,将Met和BMSCs装载于PLGA/HA支架构建PLGA/HA/Met/BMSCs支架可更好地促进兔股骨缺损的修复。

PLGA/HA骨支架材料的降解特性

采用有机泡沫法获得了HA多孔骨架,运用溶胶浇铸法将PLGA溶胶填充入多孔骨架中,制备出骨组织工程用PLGA/HA复合支架材料,并考察了其在模拟体液中的降解性能,通过SEM观察了其表面组织形貌。结果表明,随浆料中HA含量的增加,材料降解后质量损失增大,且随降解时间的延长,PLGA/HA骨支架材料表面粘附的磷灰石相增多,表明该复合材料具有良好的生物活性。

新型多孔PLGA/HA复合支架体外细胞相容性的实验研究

目的研究新型多孔聚乳酸乙醇酸/羟基磷灰石(PLGA/HA)支架材料的体外细胞相容性。方法采用贴壁法对兔骨髓基质细胞(BMSCs)进行体外矿化诱导培养,扩增后与实验A组(含5%HA的PLGA/HA),实验B组(含10%HA的PLGA/HA)及对照C组(仅含PLGA)分别进行体外复合培养;并通过定性及定量法检测BMSCs在材料表面的粘附能力、增殖活力,验证细胞材料复合体的成骨活性。比较分析各组之间的差异。结果兔BMSCs在每组材料的表面均能生长,经体外诱导后在支架材料的表面形成钙结节,A、B组细胞的粘附及增殖能力均强于C组(P<0.05),A、B组之间无差异。结论兔BMSCs与新型多孔PLGA/HA支架材料有良好的相容性。

脉冲电刺激对改性纳米羟基磷灰石(op-HA)/PLGA复合材料表面成骨细胞粘附、增殖的影响

目的研究脉冲电场刺激对改性纳米羟基磷灰石(op-HA)/PLGA复合材料上培养的成骨细胞的粘附和增殖的影响。方法将组织块法原代培养的兔成骨细胞与材料体外培养,在2 V,1Hz的脉冲电刺激下,用FITC荧光染色和NIH Image J软件对图像进行数据分析观察1 d,3 d和7 d成骨细胞在材料表面生长的形态、单个细胞面积比;MTT法检测各组吸光度(A)值。结果随着培养时间的增长,细胞形态由三角形、梭形转变为多角形,单个细胞面积比逐渐增大。op-HA/PLGA表面的单个细胞面积比高于PLGA的;电刺激组的单个细胞面积比高于未加电刺激组。随着培养时间的增长,测得细胞A值逐渐增大。op-HA/PLGA表面细胞的A值高于PLGA的;电刺激组A值高于未加电刺激组。结论改性纳米羟基磷灰石(op-HA)/PLGA复合材料利于成骨细胞的粘附和增殖;施加脉冲电刺激对成骨细胞的粘附和增殖能力有一定的促进作用。

PLGA/HA支架材料生物相容性的动物实验研究

目的:通过动物实验评价新型多孔聚乳酸乙醇酸/羟基磷灰石(polyaiticglycolic acid/hydroxyapatite,PLGA/HA)支架材料的生物相容性。方法:分别将5%和10%HA掺量的PLGA/HA支架材料注射到昆明小鼠腹腔内、植入到新西兰大白兔体内,选择全身毒性试验、亚急性毒性试验、血液相容性试验、肌肉刺激试验等,对其生物相容性进行评价。结果:全身急慢性毒性试验显示材料种植到小鼠及兔子体内后,动物一般情况良好,2周后体重、红细胞计数、白细胞计数等生理参数未见明显变化;实验显示两种材料对兔混合血浆凝血功能无影响;溶血试验结果显示5%和10%的PLGA/HA的溶血率分别为2.67%和3.62%,均小于5%,完全符合医用材料对溶血试验的要求;肌肉刺激试验结果显示两种材料埋植后局部未见红肿,4周时部分PLGA/HA材料开始降解,降解部分有大量的纤维结缔组织生长;HE染色结果显示PLGA/HA基本不存在抗原性,植入机体4周后,材料周围未见明显炎症细胞浸润。结论:5%和10%HA掺量的PLGA/HA均具有良好的生物相容性和体内安全性。

电纺PLGA/HA复合支架的细胞相容性研究

目的通过静电纺丝的方法制备PLGA/HA复合支架并对其细胞相容性进行表征。方法先通过高压静电纺丝的方法制备PLGA/HA复合生物支架,再将大鼠的骨髓间充质干细胞接种于复合支架上培养,采用SEM观察细胞在支架上的形貌、MTT法分析细胞的增殖情况。结果 PLGA/HA复合支架是由超细纤维构成的三维多孔结构,与天然的细胞外基质结构相似,骨髓间充质干细胞在其表面附着、铺展良好,HA纳米颗粒的加入明显提高了细胞的粘附率。结论静电纺丝法制得的PLGA/HA复合支架有可能作为骨组织再生的支架在组织工程领域发挥作用。

PLGA溶胶对多孔HA材料的填充性能研究

采用聚氨酯海绵作为模板，制备出多孔HA中间层。用溶胶浇铸法，将PLGA溶胶填充入多孔HA中间层里，制备出骨组织工程用PLGA／HA复合支架材料。制得的多孔HA中间层孔隙率高（80％～92％），孔径大（500～1000／μm），且有相互连通的孔结构。对PLGA溶胶填充性能的研究结果表明：溶胶粘度影响PLGA溶胶的填充性能，而粘度与浓度、时间、温度和pH值关系密切。当溶胶粘度为50mPa·S时，PLGA胶体的填充性能最好。

电纺参数对PLGA/HA复合支架纤维形貌和直径的影响

目的通过静电纺丝的方法制备PLGA/HA复合支架,探讨电纺参数对复合支架纤维形貌和直径的影响。方法以三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺为混合溶剂制备PLGA/HA纺丝液,通过调节PLGA的浓度、电压、接收距离,制备具有不同表面形貌的PLGA/HA复合纤维,采用SEM观察PLGA的浓度、电压、接收距离对纤维形貌和直径的影响。结果复合纤维的直径随PLGA浓度的增加而增加;随电压的增加而增加;随接收距离的增加先减小后增加。结论制备PLGA/HA复合支架较合适的电纺参数为:PLGA浓度25%,电压20KV,接收距离15cm。静电纺丝法制得的PLGA/HA复合支架有可能作为骨组织再生的支架在组织工程领域发挥作用。

超声辅助湿法合成纳米HA及MWNT/HA复合材料

以Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2HPO4和NH3·H2O为原料,在超声波辅助下,湿法合成了羟基磷灰石,用FTIR、XRD和TEM对产物进行了分析,结果表明:合成的羟基磷灰石为纳米级纺缍状晶体,不用烧结即具有较高晶化度,且为单一的羟基磷灰石晶相。以此制备条件为基础,采用原位合成的方法制备了多壁碳纳米管/羟基磷灰石复合材料,FTIR、XRD和TEM的分析结果表明:碳纳米管能较好的分散于羟基磷灰石基体中,部分碳纳米管表面可被反应生成的羟基磷灰石所包覆,二者之间有着较好的相容性,可作为一种新型的生物复合材料应用。

人牙髓干细胞在不同HA含量的PLGA/HA复合支架材料上的粘附研究

目的：构建不同质量构成比的PLGA/HA复合支架并评价材料机械性能;探讨不同比例PLGA/HA复合生物学支架对牙髓干细胞粘附能力的影响。方法：采用溶液浇筑/颗粒沥析技术构建出分别含有10%HA、20%HA及30%HA的PLGA/HA复合支架,对照组采用单纯PLGA支架。应用电子万能测验机检测支架的拉伸强度,扫描电镜观察表面结构。将牙髓干细胞与不同比例的PLGA/HA支架复合培养,应用DAPI染色细胞计数法检测细胞粘附能力。结果：在对3组实验组的拉伸强度测试中,10%HA组拉伸强度最高,20%组次之,两组均高于对照组,而30%HA组拉伸强度低于对照组（P〈0.05）。扫描电镜观察支架表面,显示支架孔径在100-250μm之间,孔隙间连通性良好,孔隙率较高。细胞接种于支架2、6、12h后,荧光染色显示细胞与3种支架紧密贴合,粘附良好,细胞计数结果显示各实验组细胞粘附数量均多于对照组,其中在30%HA组中细胞粘附性能最佳（P〈0.05）。结论：3种不同构成比的HA/PLGA复合支架均为良好的组织工程支架材料,其中10%HA组具有良好的机械性能,30%HA组细胞粘附性能更佳。

新型改性的n-HA与PLGA复合材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)和L-丙交酯LLA联合接枝处理的新方法对纳米羟基磷灰石(n–HA)进行表面改性,然后将其与聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)作不同比例复合(n-HA为3wt%、10wt%、20wt%及30wt%),得到改性n-HA/PLGA复合材料(g-n-HA/PLGA)。将其与未改性n-HA及未改性n-HA/PLGA复合材料作对比检测。结果表明,该联合处理方法是n-HA进行表面接枝改性的新型有效方法。且改性处理后的n-HA与未改性处理的n-HA相比,能更好地在PLGA基体中分散均匀,并能提高PLGA结晶能力和PLGA的力学性能。当改性处理后的n-HA添加量为10wt%时,其复合材料抗弯强度和拉伸强度分别比未改性n-HA/PLGA提高14.4%和11.3%。该新型g-n-HA/PLGA复合材料有望用作骨折固定材料。

电纺PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架的制备及性能研究

目的通过高压静电纺丝法制备PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架并对其理化性能、细胞相容性进行表征。方法先将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)与羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)、羊毛角蛋白复合,采用高压静电纺丝法制备PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架,采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、万能力学测试机以及细胞培养等分析复合支架的理化性能及细胞相容性。结果 PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架是由长而连续的超细纤维相互交织构成的三维多孔结构,HA、羊毛角蛋白颗粒基本都被包裹于纤维内部;PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架的拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量的平均值分别为4.16MPa、13.96%和135.55MPa;SD大鼠骨髓间充质干细胞在PLGA/MWNTs/羊毛角蛋白复合支架表面生长、增殖良好,HA和羊毛角蛋白的加入有利于细胞的粘附和生长。结论通过高压静电纺丝法制得的PLGA/HA/羊毛角蛋白复合支架具有良好的表面形貌、力学性能和细胞相容性,在组织工程领域有较大的应用潜力,尤其是作为组织工程的支架用于组织再生。

不同锌含量Zn/PLGA/HA复合支架对人牙髓干细胞粘附能力影响的体外研究

目的:制备含有不同锌含量的Zn/PLGA/HA复合支架并检测其机械性能;探讨不同锌含量的Zn/PLGA/HA复合支架在体外对人牙髓干细胞粘附能力的影响。方法:通过溶液浇铸/粒子沥滤法制备含锌质量分数0.5%、1%及2%的Zn/PLGA/HA复合支架,每组HA含量均为20%质量分数,对照组为不含锌的20%HA/PLGA支架。使用扫描电镜观察支架的表面形态,电子万能试验机检测支架的拉伸强度。将人牙髓干细胞接种在不同锌含量的Zn/PLGA/HA复合支架上培养,采用DAPI染色细胞计数法检测细胞粘附能力。结果:含锌质量分数1%和2%的Zn/PLGA/HA复合支架组拉伸强度均高于对照组(P<0.05)。扫描电镜观察到各组支架表面孔隙率均较高(87.6%),孔径158~372μm,并具有良好的孔间连通性。0.5%Zn组支架与对照组相比具有较好的促牙髓干细胞粘附能力(P<0.05)。结论:本实验中,含1%,2%Zn(wt%)的Zn/PLGA/HA支架具有较好的机械性能,含0.5%Zn(wt%)的Zn/PLGA/HA支架在体外对人牙髓干细胞粘附具有更好的促进作用,为含锌支架作为支架材料用于组织工程提供了理论基础。

多孔支架材料PLGA/HA生物相容性的实验研究

目的:探讨多孔支架材料聚乳酸羟基乙酸/羟基磷灰石(poly lactic-glycolic acid/hydroxyapatite,PLGA/HA)的生物相容性。方法:贴壁法培养兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs),经体外诱导、扩增,采用实验组A:PLGA/HA(5%HA)、实验组B:PLGA/HA(10%HA)的梯度浸提液进行体外培养,应用MTT法评估材料的细胞毒性;BMSCs与实验组A、实验组B、对照组C(polylactic-glycolicacid,PLGA)进行体外复合培养,通过定性及定量检测细胞在材料表面的粘附、增殖能力及成骨活性,比较分析各组支架材料之间的差异。结果:两实验组材料的细胞毒性均为0或1级;BMSCs能在实验组和对照组支架材料上粘附、增殖,且两实验组与对照组在各时间点有显著性差异(P<0.01)。碱性磷酸酶活性各时间点在两实验组间无明显差异。结论:多孔支架材料PLGA/HA(5%HA)、PLGA/HA(10%HA)具有良好的生物相容性,有可能应用于骨组织工程。

RGD-PLGA/HA膜材料的细胞亲和性实验研究

目的:研究将RGD肽结合至聚乳酸基复合材料-聚乙交脂丙交脂与羟基磷灰石的复合物,形成的新型RGD-PLGA/HA(RGD peptide modified poly lactic-glycolic acid/hydroxyapatite)膜材料的细胞亲和性。方法:以RGD-PLGA/HA膜和作为对照的未结合RGD肽的PLGA/HA材料为实验对象,取第二代兔骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)接种到材料上,培养4、12、24h后,细胞计数仪计数定量检测粘附的细胞数,得到粘附率;培养4、24、96h后环境扫描电镜比较粘附细胞的形态和质量。结果:实验组材料与BMSCs复合培养4、12h后,测定细胞粘附率分别为(40.5±1)%、(46.5±0.5)%,均高于同期对照组(P<0.05);24h后实验组材料的细胞粘附率(57.3±0.5)%,也较对照组(47.5±0.5)%高(P<0.01);环境扫描电镜观察BMSCs与实验组材料的细胞形态和质量明显优于对照组。结论:与PLGA/HA相比,新型RGD-PLGA/HA膜材料能提高其对BMSCs的亲和性。

改性纳米羟基磷灰石／PLGA复合材料的制备及生物活性

以低聚乳酸接枝改性的羟基磷灰石纳米粒子(op-HA)和聚丙交酯-乙交酯(PLGA)制备的生物可降解纳米复合材料(op-HA/PLGA)为研究对象,采用FTIR,TGA,ESEM和EDX分析其接枝反应、接枝率、表面形貌和钙磷沉积情况,通过在材料膜表面接种兔成骨细胞进行体外培养,采用荧光染色、NIH ImageJ图像分析和Real-time PCR综合评价细胞在材料表面的形态、黏附面积比、增殖能力和基因表达水平,以此评价新型骨修复纳米复合材料op-HA/PLGA的表面性质和生物活性.研究结果表明,op-HA的表面接枝率为8.3%,掺入至PLGA后可形成富含钙磷的粗糙表面,促进成骨细胞的黏附、扩展和增殖,提高Ⅰ型胶原蛋白(Collagen-Ⅰ)、骨形态蛋白-2(BMP-2)和骨连接蛋白(Osteonectin)的基因表达水平,提高材料的钙磷沉积能力.op-HA/PLGA具有良好的细胞相容性和成骨活性.

溶胶-浇铸与浸析法制备多孔HA基复合材料及其性能研究

采用溶胶-浇铸与浸析法,将PLGA溶胶填充于经高温烧结所获得的多孔HA/TiO2基体陶瓷材料后去除造孔粒子,成功制备出HA/TiO2/PLGA多孔陶瓷复合材料。研究表明:复合材料具有多孔结构,存在200～800μm的大孔和约50～200μm的贯通气孔;复合材料的孔隙率随NaCl含量的增加而增加;随着NaCl含量的增加,复合材料的压缩强度由4.03 MPa上升到4.83 MPa后,再降至4.05 MPa;溶胶粘度大于25 mPa·s时,PLGA填充微小孔隙的量减少,由于HA/TiO2基体陶瓷材料表层的TiO2出现微小的水化,导致复合材料脆性增加;复合材料的降解量随着PLGA含量增大而增大;随着降解时间的延长,复合材料表面磷灰石增多,表现出一定的生物活性,并且力学性能接近人体松质骨,有望成为骨替换材料。

PLGA/TSF静电纺纳米纤维的仿生矿化及生物相容性

利用静电纺丝和模拟体液仿生矿化技术制备了聚乳酸-羟基乙酸共聚物/柞蚕丝素/羟基磷灰石((PLGA/TSF/HA)骨组织工程复合支架。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射测试(XRD)和热重分析(TG)对复合纳米纤维的形貌结构进行了表征。此外,在复合纳米纤维支架材料上接种人骨髓间充质干细胞(hMSCs),通过四甲基偶氮噻唑蓝比色(Four methyl azo thiazole blue colorimetric,MTT)法,观察细胞在材料表面的生长情况评价纳米纤维的生物相容性。结果显示,PLGA/TSF纳米纤维毡具有精细的三维结构,纤维直径分布均匀,表面光滑。矿化后HA颗粒均匀地分布在PLGA/TSF纳米纤维表面,矿物含量约占63%。与PLGA/TSF纳米纤维支架相比,PLGA/TSF/HA纳米纤维支架的亲水性、生物相容性都得到显著提高。