压电响应性材料与BMP-2协同成骨作用的实验研究
焦振瑞1
李晨2
赵子腾2
李利2
赵彦涛2
1.100048 北京,中国人民解放军医学院;100048 北京,中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部2.100048 北京,中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部
摘要：目的 构建一种压电响应性蛋白递送材料[DBM-MS(BTO/BMP-2)],评价该材料的力学、压电、生物相容性等材料基础性能,并探究压电效应与骨形态发生蛋白 2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)的协同促骨修复效果.方法 将 BMP-2、载药压电微球与胶原共混后填充在脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)中,制备压电响应性蛋白递送材料.通过测定微观形貌、压电性能、力学性能等对材料进行初步的理化表征;通过与骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)进行体外共培养,利用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)和活死染色试剂盒对材料增殖能力和生物相容性进行评价;最后,在体外通过对碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性的定性与定量分析以及茜素红 S(alizarin red S,ARS)染色验证材料对 BMSCs 成骨能力的促进作用.结果 材料表面呈现均匀的孔隙结构,微球的粒径约为 67.5 μm,均匀分布于材料内部;压电输出实验显示,材料在受力条件下产生了显著的电压(3 V)和电流(4 nA);材料抗压强度与弹性模量分别为(26.86±2.84)MPa 和(3884.15±304.89)MPa,表现出优异的力学性能;DBM-MS(BTO/BMP-2)组的细胞增殖能力随时间显著增强,且活细胞(绿色)占主导地位;此外,ALP 染色与 ARS 染色显示 DBM-MS(BTO/BMP-2)组染色强度与细胞外基质矿化程度最深,ALP 活性显著高于其它组,表明其具有显著的成骨诱导能力.结论 本研究构建了一种压电响应性蛋白递送材料,不仅展现出均匀的多孔结构、显著的压电效应以及优异的力学性能,还具有良好的生物相容性和显著的成骨分化能力,为骨缺损修复提供了潜在的优质材料选择.
关键词：骨基质骨形态发生蛋白质2压电效应
分类号：R687.3(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
资助基金：国家自然科学基金(82272493)
论文发表日期：2025-06-19
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：7( 529-535 )
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