可载药的磁性聚己内酯/明胶微球支架的制备及其体外成骨性能的研究

目的制备出可载药的磁性颗粒支架,并研究其体外成骨性能。方法使用复乳法制备聚己内酯(polycaprolactone,PCL)/明胶微球(PCL/gel microsphere,PGM)支架,通过相差显微镜、场发射电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)观测形貌;使用热重分析(thermal gravity analysis,TGA)和体外降解实验检测PGM成分占比与降解质量变化趋势;通过CCK-8(cell counting kit-8)筛选合适的油酸四氧化三铁纳米颗粒(nano oil-acid coated Fe_(3)O_(4)particles,OA@Fe_(3)O_(4))包埋浓度并制备Fe-PGM;在该磁性微球中载入人源重组骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2),并使用倒置荧光显微镜(inverted fluorescence microscope,IFM)观察PGM、Fe-PGM、Fe-PGM+BMP-2三组的大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone mesenchymal stem cell,rBMSC)的粘附。成骨诱导第7、14天后,通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测PGM、Fe-PGM、Fe-PGM+BMP-2三组微球表面rBMSC成骨相关基因的表达水平。结果相差显微镜及FESEM图片显示PGM由多孔状PCL支架与内部明胶水凝胶构成;热重分析及体外降解提示,明胶与PCL的质量比约为50%,体外降解质量损失曲线平稳;CCK-8结果显示铁含量为0.4%的Fe-PGM在各时间点与PGM相比未表现细胞增殖抑制(P<0.05);IFM观察到PGM、Fe-PGM、Fe-PGM+BMP-2均有良好的细胞粘附,并且BMP-2的加入使得Fe-PGM+BMP-2有更好的细胞铺展;qRT-PCR结果提示,OA@Fe_(3)O_(4)的加入使Fe-PGM及Fe-PGM+BMP-2组rBMSC的成骨相关基因表达水平较PGM高,BMP-2则进一步增大了Fe-PGM+BMP-2与Fe-PGM之间的差距(P<0.05)。结论磁性PGM颗粒支架具有良好的细胞学特性,并且其载药功能可赋予其更好的粘附与成骨性能。