加载骨形态发生蛋白2的新型多组分组织工程骨支架材料
孙官文
王剑
史斌
贾鹏
1.内蒙古自治区人民医院创伤骨科,内蒙古自治区呼和浩特市,0100172.内蒙古自治区人民医院创伤骨科,内蒙古自治区呼和浩特市,0100173.内蒙古自治区人民医院创伤骨科,内蒙古自治区呼和浩特市,0100174.内蒙古自治区人民医院创伤骨科,内蒙古自治区呼和浩特市,010017
摘要：背景:实验证实在聚合物支架材料中加入羟基磷灰石,可具有良好的生物相容性.壳聚糖已与其他材料,如羟基磷灰石、透明质酸、藻酸盐和潜在的生长因子复合并应用于组织工程.同时大量研究证实骨形态发生蛋白2 (bone morphogenetic protein-2,BMP-2)能促进成骨细胞的生长和诱导体外和体内成骨.那么,是否能将上述4种材料成分结合构建一种新型的组织工程支架呢?目的:制备新型加载BMP-2的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)、羟基磷灰石和不同浓度壳聚糖的组织工程骨支架材料,并观察其结构、亲水性、对成骨细胞的黏附作用以及壳聚糖的最佳修饰浓度.方法:①利用固体-液相分离技术,制备包含PLGA、羟基磷灰石和BMP-2的组织工程骨支架材料,然后利用壳聚糖(0.25%、0.5%和1%)对支架材料进行改性修饰.作为对照,制备单纯PLGA/羟基磷灰石支架和PLGA /羟基磷灰石/BMP-2支架.扫描电镜下观察各支架的空间结构.检测各支架的亲水性,及 PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖支架的BMP-2释放率;②取前成骨细胞悬液分别接种在各支架上,分别于细胞培养1,4 和7 d时,采用CCK-8法测定前成骨细胞在各支架上的黏附和增殖;细胞培养7 d时进行荧光素二乙酸酯示踪;细胞培养4,7和14 d时检测碱性磷酸酶活性.结果与结论:①各支架在外观上均呈白色烧杯状,扫描电镜下材料呈多孔态,孔径约100 μm,孔隙间相互沟通;②支架材料的亲水性随着壳聚糖浓度增加而增强;③在第60天时,PLGA /羟基磷灰石/BMP-2支架, PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%,0.5%,1%)支架BMP-2累积释放分别为44%、34%、27%和26%,提示壳聚糖能有效抑制BMP-2的快速释放;④在第7天时,前成骨细胞在PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%)支架的活性最高(P < 0.05).另外,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.5%或1%)支架的细胞活性也高于无壳聚糖支架.经荧光素二乙酸酯染色,在共聚焦激光显微镜下观察,活细胞呈绿色荧光,均匀分布于支架上;⑤PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%)支架上的细胞中,碱性磷酸酶活性最高,其次是羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.5%和1%)支架,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2支架,在 PLGA/羟基磷灰石支架上最低(P < 0.05);⑥结果提示,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖复合支架可以释放BMP-2,促进成骨细胞黏附、分化和增殖,优化了组织工程人工骨,且壳聚糖的最佳修饰浓度为0.25%.
关键词：生物材料骨生物材料聚乳酸-羟基乙酸共聚物羟基磷灰石骨形态发生蛋白2壳聚糖支架骨组织工程前成骨细胞亲水性细胞黏附细胞增殖碱性磷酸酶细胞活性内蒙古自治区自然科学基金
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：内蒙古自治区自然科学基金项目(2015MS0383)
论文发表日期：2017-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 5437-5442 )
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