聚乙烯醇-海藻酸钙组织工程复合支架的性能

背景:将不同相对分子质量及醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钙复合,可形成具有高含水率和适宜膨胀率的组织工程支架材料,形成的多孔结构适用于组织工程支架的细胞培养.目的:采用不同成型方法分别制备聚乙烯醇-海藻酸钙复合支架材料薄膜、颗粒、海绵,探讨其作为组织工程支架材料的可行性,并找出综合性能理想的配比.方法:将不同重均分子质量和醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钠按一定比例复合,制备聚乙烯醇海藻酸钙复合支架.测定复合支架的含水率和膨胀率,利用扫描电镜观察样品横截面的组织形态.结果与结论:通过改变聚乙烯醇的重均分子质量、醇解度和海藻酸钠的用量,得到不同配比的复合支架,含水率在48%～93%范围,膨胀率在120%～470%范围.扫描电镜观察显示,复合材料内部组织形态结构形成多孔结构,当聚乙烯醇重均分子质量为24 000,61 500时,形成的孔形态结构最好.海藻酸钠用量较少时,复合支架薄膜的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=3:1时孔结构形态最佳:海藻酸钠用量较大时,复合支架海绵的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=1:4,m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠):1:6时最佳,材料蓬松多孔,结构规整,且孔分布均匀,满足组织工程多孔支架材料的需要.     

冻干法制备的海藻酸钙-壳聚糖组织工程复合材料支架

背景:高含水率与复合支架材料的组成有关,海藻酸钠是吸水性很高的高分子材料,而壳聚糖也具有亲水性。两者的复合保持了海藻酸钠高含水率的特性。目的:以壳聚糖、海藻酸钠为主要成分,构建组织工程复合支架材料。方法:采用正交试验法和单因子试验法,将壳聚糖和海藻酸钠按不同的配比复合,以不同的方法成型,测定复合支架的含水率、膨胀率;扫描电镜观察样品横截面的组织形态。结果与结论:不同配比的壳聚糖与海藻酸钠复合,膜成型法得到的材料含水率77.20%,冷冻干燥法得到的支架材料含水率最高75.27%,而微球颗粒的含水率高达97.13%。说明不同配比的复合支架材料具有不同的内部孔洞结构,不同成型法对材料性能影响不同。海藻酸钙-壳聚糖复合支架材料具有较高的含水率,内部孔洞结构丰富,可作为组织工程支架材料。     

胶原用量对聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架性能的影响

背景：聚乙烯醇是一种亲水性水凝胶物质，具有与人体组织相近的含水量和较高的机械强度，但细胞亲和性较差：糖胺聚糖和胶原是天然生物材料，能促进细胞生长，但单独使用时，机械性能较差。目的：观察胶原对聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架性能的影响。设计、时间及地点：多组对照选择，于2007—03／2008-06在广州暨南大学生物材料省重点实验室，教育部再生医学研究中心重点实验室完成不同配比设计的材料对照实验。材料：聚乙烯醇124（广州市医药公司），糖胺聚糖（BS Chemical Technology），胶原（广州市红十字会医院创伤外科研究所，广州创尔生物技术有限公司），NaOH为国产分析纯。方法：聚乙烯醇、糖胺聚糖与0，0．01，0．02，O．03，0．04，0．05g胶原复合，制备聚乙烯醇-糖胺聚糖-胶原复合支架，测定复合支架的含水率、孔隙率和透光率。主要观察指标：不同胶原用量对复合支架含水率、孔隙率和透光率的影响。结果：①糖胺聚糖用量为0g和0．01g时，加入胶原，复合支架的含水率升高；而糖胺聚糖用量为0．03，0．05，0．07，0．09g时，含有胶原的复合支架含水率较不含胶原时下降。②含有胶原的复合支架，其孔隙率均比不加胶原时增大。③复合支架的含水率和孔隙率均随胶原用量增加而增加，但孔隙率在胶原用量为0．02g时出现最大值。④胶原的加入使复合支架的透光率下降，并且随着胶原用量的增加，透光率明显减少。结论：通过改变胶原在复合支架中的含量，能制备得到具有较高含水率、适宜孔隙率和透光率的聚乙烯醇糖胺聚糖胶原复合支架。     

壳聚糖微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果:与单纯纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸支架、壳聚糖微球的比较

背景:骨组织工程骨构建中如何使生长因子持续高效发挥作用是影响成骨速度和质量的关键,现多以各种材料的微球或支架作为缓释载体,但缓释作用有待提高.目的:实验拟制备壳聚糖微球,然后复合到纳米羟基磷灰石/聚乳酸羟基乙酸支架上,形成双重缓释作用,并测量对牛血清白蛋白的释放效果.方法:以牛血清白蛋白为模型药物,采用乳化交联法制备壳聚糖微球.将微球与纳米羟基磷灰石、聚乳酸-羟基乙酸按一定比例混合,以冰粒子为致孔剂,采用冷冻干燥法制备壳聚糖微球,纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸复合支架.利用扫描电镜、激光粒度分析仪、压泵仪和力学性能测试仪检测复合支架的形态性能,考察药物在缓释支架上的体外释放规律.结果与结论:所制备的壳聚糖微球形态良好,呈规则圆球形,粒径集中分布在20～40 μum,微球药物包封率为86.5%,载药量为0.8%,随牛血清白蛋白初始用量的增加,载药量可升高至2.6%,但包封率下降至74.1%.壳聚糖微球能均匀分布在聚乳酸-羟基乙酸支架上,形成壳聚糖微球,纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合支架,孔径为1 00-400 μm,孔隙率>80%,压缩强度为1.1～2.3 MPa,10周降解率为26.5%.单纯纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸支架其牛血清白蛋白在36 h累积释放量达85%以上,壳聚糖微球其牛血清白蛋白10 d累积释放量为33.6%,复合支架其牛血清白蛋白40 d累积释放量为81.5%.结果证实包埋壳聚糖微球的纳米羟基磷灰石,聚乳酸-羟基乙酸支架其压缩强度和降解速率合适,对蛋白类药物具有良好的缓释作用,有望作为组织工程的支架材料和生长因子的缓释载体.     

聚乙烯醇-海藻酸钙-透明质酸复合水凝胶材料的含水特性

背景：聚乙烯醇和海藻酸钠均为亲水性的聚合物，互溶性好，但其单独使用在材料的弹性和含水率等性能方面不理想。 目的：制备聚乙烯醇-海藻酸钠-透明质酸组织工程支架，分析不同重均分子质量和醇解度的聚乙烯醇、不同质量分数的海藻酸钠、不同用量的透明质酸对材料含水率和膨胀率的影响。 设计、时间及地点：对比观察实验，于2006—10／2008—03在广州暨南大学生物材料省重点实验室，教育部再生医学研究中心重点实验室完成。 材料：聚乙烯醇，Mw14500，61500，为BS Chemical Technology产品，聚乙烯醇，Mw 88000，95000，为ACROS ORGANICS产品，聚乙烯醇-124，Mw24000，为广州市医药公司产品，透明质酸为美国Sigma公司产品，NaOH、CaCl2、海藻酸钠为国产分析纯。 方法：将不同重均分子质量和醇解度的聚乙烯醇与不同质量分数的海藻酸钠、不同用量的透明质酸复合。 主要观察指标：测定其复合材料的含水率和膨胀率，用扫描电镜观察材料内部的组织形态。 结果：制备的聚乙烯醇-海藻酸钙-透明质酸复合材料平滑、柔韧，具有弹性。含水率为62．66％～86．64％，膨胀率为145．74％～324．45％。含水率和膨胀率随着聚乙烯醇重均分子质量和醇解度的增加而减小，随着海藻酸钠增加而增加，随着透明质酸的增加变化不太明显。扫描电镜结果提示材料随聚乙烯醇重均分子质量增加，材料中孔数减少。随醇解度增加，材料中孔数增多，分布均匀。随海藻酸钠增加，材料由片状结构变为蓬松的层状结构，孔洞逐渐增多。随透明质酸增加，材料孔洞数量增加，且孔径大小更均一，孔分布更均匀，材料由蓬松多孔结构转变为网状交织多孔结构。 结论：聚乙烯醇Mw14500，醇解度98％形成的孔形态结构最好，含水率高，随海藻酸钠和透明质酸的加入，材料具有丰富的网状孔洞结构。     

丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石构建的骨组织工程支架***

背景：丝素蛋白、壳聚糖及纳米羟基磷灰石均是天然材料,具有良好的生物活性和理化特性,作为人体组织工程材料已取得了一定的成果,但3种材料在单独应用的研究中还存在一定的缺陷。目的：制作丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维支架材料,分析其特性。方法：将丝素蛋白、壳聚糖、纳米羟基磷灰石分别配制成2%的溶液后,分别按照1∶1∶0.5,1∶1∶1,1∶1∶1.5的体积比混合,采用冷冻干燥与化学交联技术制备成三维复合支架材料。检测三维复合支架的孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率,采用材料力学测验机测试干燥三维复合支架材料的拉伸和压缩弹性模量,采用扫描电镜检测三维复合支架的孔径。结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架在干燥状态下呈白色,无特殊气味,为稳定固态的圆柱体,触之有明显的抗压能力和弹性。随着复合支架材料中纳米羟基磷灰石含量的增高,支架材料的孔隙率、吸水膨胀率、平均孔径呈逐渐减小趋势,热水溶失率及抗压能力表现出相反的趋势,结果显示以1∶1∶1体积比制作的支架更符合骨替代材料要求,其平均孔径为85.67μm、吸水膨胀率的为(135.65±4.56)%、热水溶失率为(22.84±1.06)%,支架材料内部孔隙均匀,呈现网状结构,孔隙之间交通发达,网状结构本身约10μm。     

丝素-壳聚糖复合制作的三维可降解多孔支架

背景:单独使用天然材料如胶原、明胶及纤维蛋白制备的支架虽然解决了生物相容性等问题,但由于其降解太快,在作为细胞支架时往往提前塌陷而达不到诱生新组织的目的.目的:探讨应用丝素与壳聚糖复合制作生物可降解三维多孔的支架,并对其特性进行检测.设计、时间及地点:材料学观察实验,于2008-06/2009-06在浙江省医学科学院生物工程研究所完成.材料:春蚕茧由浙江省海宁市马桥镇黄墩庙村蚕农赠送,壳聚糖为上海伯奧生物科技有限公司产品.方法:通过脱胶、溶解、透析这3个主要步骤制成质量浓度为15 g/L的丝素溶液,将壳聚糖溶解在2%的醋酸溶液中制成25g/L.的壳聚糖-乙酸溶液,然后将两者混合,配制成丝素/壳聚糖质量比分别为10:0,5:5,4:6,3:7,2:8,0:10的6种溶液,分别吸入24孔板中,4℃排出气泡后,-20℃预冷冻12 h,再冷冻干燥30 h.取出后梯度乙醇水化,再用NaOH-乙醇溶液中和稳定1h,漂洗后再次冻干.主要观察指标:光镜和扫描电镜观察各种质量比配制的支架孔径、结构;采用改良的液体替代法测定各种支架的孔隙率;测定各种支架在体外4周的降解率.结果:丝素/壳聚糖质量比为10:0制成的支架孔隙粗大,非常蓬松,易碎,溶失率太高;相反仅以壳聚糖制成的支架冻干后较硬,缺乏足够的弹性;以5:5,4:6,3:7,2:8制成的复合支架冻干后,支架较松软,类似海绵,随着壳聚糖浓度增加,支架硬度增加,支架上有分布均匀且细密的小孔.光镜下各个孔形态不规则,每个孔紧密相连并联通,孔径大小均匀,孔径20~100 μm,随着壳聚糖浓度增加,孔径逐渐减小.支架孔隙率测定结果显示,丝素/壳聚糖质量比为4:6组>5:5组>3:7组>2:8组,与丝素/壳聚糖质量比为2:8组比较,5:5组和4:6组的支架孔隙率均明显增大(P<0.05).各种质量配比制成的丝素-壳聚糖复合支架吸水膨胀率无明显差异(P>0.05).第4周时丝素/壳聚糖质量比为2:8组降解最慢,5:5组降解最快.结论:在理化性能方面,将丝素与壳聚糖混合制作的复合支架较单纯用丝素或壳聚糖制作的支架均显示出明显优势,其中用丝素/壳聚糖质量比为5:5及4:6制成的复合支架最符合软骨组织工程的需要.     

重组骨形成蛋白2/壳聚糖-磷酸钙支架载体与经诱导骨髓间充质干细胞共培养的可行性

目的:观察经诱导的骨髓间充质干细胞在由重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)修饰后的壳聚糖-磷酸钙支架材料上的增殖和生长情况,以及其作为成骨细胞的支架载体用于构建组织工程化骨的可行性.方法:实验于2007-02/08在暨南大学附属第一医院中心实验室及暨南大学理工学院材料科学与工程系实验室完成.①制备壳聚糖-磷酸钙支架,再将其放入rhBMP-2溶液中浸泡30 min,真空抽吸后冷冻干燥.②测量改良后壳聚糖-磷酸钙支架的孔隙率及抗压强度,扫描电镜观察其超微结构;同时,将兔骨髓间充质干细胞接种于复合支架上,用成骨细胞诱导液培养1周,扫描电镜观察成骨细胞在支架上的生长及黏附情况.结果:①rhBMP-2/壳聚糖-磷酸钙支架复合体的孔径超过100 μm,空隙率为87%,压缩弹性模量为20 MPa.②扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔内见有细胞生长,细胞表面可见分泌颗粒.结论:经复合rhBMP-2后的壳聚糖-磷酸钙支架是合适三维立体多孔复合支架,有较好的细胞相容性,可以作为成骨细胞的支架载体,用于构建组织工程化骨.     

密闭性敷料支架的制备及其性能

背景:近年来创伤敷料的研究发展较快,但很少有中药联合高分子材料制备的复合密闭敷料,且现有的创伤敷料作用较局限,不能适用于任何创伤伤口.目的:制备适用于中药载入的密闭敷料支架,并测定其性能.方法:将壳聚糖、明胶、聚乙烯醇,壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和海藻酸钠分别在一定条件下共混,预冻,冷冻干燥得到支架,考察两支架的吸水性、含水量、相对保湿性、透气性、孔隙率、支架的外形.结果与结论:壳聚糖、明胶、聚乙烯醇所制成支架的吸水性、含水量、相对保湿性、孔隙率优于壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和海藻酸钠所制成的支架,两组比较差异有显著性意义(P<0.05).说明壳聚糖、明胶、聚乙烯醇适宜作为密闭敷料支架材料.     

复合壳聚糖纳米微球聚乳酸-羟基乙酸/纳米羟基磷灰石缓释载体系统对蛋白的缓释作用

背景：聚乳酸-羟基乙酸支架材料具有良好的生物相容性、无毒、可以良好的塑性,并具有一定的强度和韧性。但其降解产物为酸性,会影响局部pH值变化,不利组织生长。目的：制备能够良好缓释蛋白类药物的复合支架。方法：以牛血清蛋白为模型药物,以离子凝胶法制备壳聚糖微球。将微球与纳米羟基磷灰石和聚乳酸-羟基乙酸按一定比例混合,以冰粒子为致孔剂,采用粒子沥虑-冷冻干燥复合工艺制备CMs/nHA/PLGA复合缓释支架。利用扫描电镜、透射电镜、压泵仪和力学性能测试仪检测复合支架的形态和性能,并考察其在体外对蛋白类药物释放的规律。结果与结论：制备的壳聚糖纳米微球形态良好,呈规则球形或类球形,粒径分布在220～770nm,以380～650nm为多。微球对药物的载药量为39.2%,包封率为68.3%,两者均与牛血清蛋白的初始量相关,载药量随牛血清蛋白初始量的增加而增加,包封率则反之。复合支架呈白色多孔状,孔径为125～355mm,孔与孔之间联通良好,孔隙率达83.4%,压缩强度为1.4~2.1MPa,10周降解率为28.6%。PLGA/nHA支架对牛血清蛋白的2d累积释放量为85%,而壳聚糖和CMs/nHA/PLGA复合支架对牛血清蛋白的9d累积释放量分别是为48.9%和35.7%。提示制作的壳聚糖纳米微球和CMs/nHA/PLGA支架材料对牛血清蛋白有良好的缓释作用,复合支架材料形态好,强度和降解速率合适。     

Bioactive nano‐fibrous scaffold for vascularized craniofacial bone regeneration

There has been a growing demand for bone grafts for correction of bone defects in complicated fractures or tumours in the craniofacial region. Soft flexible membrane like material that could be inserted into defect by less invasive approaches; promote osteoconductivity and act as a barrier to soft tissue in growth while promoting bone formation is an attractive option for this region. Electrospinning has recently emerged as one of the most promising techniques for fabrication of extracellular matrix such as nano‐fibrous scaffolds that can serve as a template for bone formation. To overcome the limitation of cell penetration of electrospun scaffolds and improve on its osteoconductive nature, in this study, we fabricated a novel electrospun composite scaffold of polyvinyl alcohol (PVA)‐poly (ε) caprolactone (PCL)‐Hydroxyapatite based bioceramic (HAB), namely, PVA‐PCL‐HAB. The scaffold prepared by dual electrospinning of PVA and PCL with HAB overcomes reduced cell attachment associated with hydrophobic PCL by combination with a hydrophilic PVA and the HAB can contribute to enhance osteoconductivity. We characterized the physicochemical and biocompatibility properties of the new scaffold material. Our results indicate PVA‐PCL‐HAB scaffolds support attachment and growth of stromal stem cells; [human bone marrow skeletal (mesenchymal) stem cells and dental pulp stem cells]. In addition, the scaffold supported in vitro osteogenic differentiation and in vivo vascularized bone formation. Thus, PVA‐PCL‐HAB scaffold is a suitable potential material for therapeutic bone regeneration in dentistry and orthopaedics.     

Development of 3D PVA scaffolds for cardiac tissue engineering and cell screening applications

The aim of this study was the design of a 3D scaffold composed of poly(vinyl) alcohol (PVA) for cardiac tissue engineering (CTE) applications. The PVA scaffold was fabricated using a combination of gas foaming and freeze-drying processes that did not need any cross-linking agents. We obtained a biocompatible porous matrix with excellent mechanical properties. We measured the stress–strain curves of the PVA scaffolds and we showed that the elastic behavior is similar to that of the extracellular matrix of muscles. The SEM observations revealed that the scaffolds possess micro pores having diameters ranging from 10 μm to 370 μm that fit to the dimensions of the cells. A further purpose of this study was to test scaffolds ability to support human induced pluripotent stem cells growth and differentiation into cardiomyocytes. As the proliferation tests show, the number of live stem cells on the scaffold after 12 days was increased with respect to the initial number of cells, revealing the cytocompatibility of the substrate. In addition, the differentiated cells on the PVA scaffolds expressed anti-troponin T, a marker specific of the cardiac sarcomere. We demonstrated the ability of the cardiomyocytes to pulse within the scaffolds. In conclusion, the developed scaffold show the potential to be used as a biomaterial for CTE applications.

The aim of this study was the design of a 3D scaffold composed of poly(vinyl) alcohol (PVA) for cardiac tissue engineering (CTE) applications.     

聚左旋乳酸/壳聚糖电纺丝纳米纤维支架与兔内皮祖细胞的生物相容性

背景：电纺丝技术能够使许多高分子材料制备出与细胞外基质相似的三维纳米纤维支架。聚乳酸/壳聚糖纳米纤维复合支架材料能够克服材料的不足,提高组织工程支架生物相容性。目的：评价聚左旋乳酸/壳聚糖电纺丝纳米纤维支架与兔内皮祖细胞的生物相容性。方法：电纺丝技术制备聚左旋乳酸,壳聚糖,聚左旋乳酸/壳聚糖的纳米纤维支架,扫描电镜观察其形貌结构。纳米纤维支架与内皮祖细胞进行复合培养后,观察细胞在不同材料上的黏附率、一氧化氮分泌,生长特征和在聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维支架上的细胞表型特征。结果与结论：聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维支架比聚左旋乳酸、壳聚糖具有更合适的纤维直径,具有与细胞外基质相似的纳米纤维三维多孔结构。聚左旋乳酸/壳聚糖纳米纤维支架能够促进内皮祖细胞黏附率和细胞的一氧化氮分泌（P〈0.05,P〈0.01）。内皮祖细胞能够在聚左旋乳酸/壳聚糖复合材料膜上融合成片,保持了细胞的完整形态和分化功能,显示了内皮细胞特异性的vWF表型。提示聚左旋乳酸/壳聚糖电纺丝纳米纤维支架与兔内皮祖细胞具有良好的生物相容性。     

Osteoblast growth and bone-healing response to three-dimensional poly(ε-caprolactone fumarate) scaffolds

Poly(ε-caprolactone fumarate) (PCLF) scaffold formulations were assessed as a delivery system for recombinant human bone morphogenetic protein (rhBMP-2) for bone tissue engineering. The formulations included PCLF with combinations of poly(vinyl alcohol) (PVA) and hydroxyapatite (HA). The assessments included in vitro and in vivo assays. In vitro assays validated cell attachment using a pre-osteoblast cell line (MC3T3-E1). Additionally, in vitro release profiles of rhBMP-2 from PCLF scaffolds were determined up to 21 days. The data suggested that PCLF incorporated with PVA and HA accelerated rhBMP-2 release and that the released protein was bioactive. For the in vivo study, a critical-sized defect (CSD) model in rabbit calvaria was used to test PCLF scaffolds. At 6 weeks post-implantation, significantly more bone formation was measured in PCLF scaffolds containing rhBMP-2 than in scaffolds without rhBMP-2. In conclusion, we demonstrated that PCLF delivered biologically active rhBMP-2, promoted bone healing in a CSD and has potential as a bone tissue engineering scaffold.     

骨组织工程三维复合支架修复兔桡骨骨缺损

背景：前期实验构建的丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的理化性质。 目的：观察丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架修复兔桡骨大段骨缺损的效果。 方法：取新西兰大白兔36只,建立右侧桡骨长段骨缺损模型,随机均分为3组,实验组于骨缺损处植入丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架,对照组于骨缺损处植入丝素/壳聚糖复合支架,空白对照组造模后不作任何处理。术后4,8,12,16周进行X射线摄片、标本大体观察、组织病理学观察。 结果与结论：术后16周,实验组缺损区X射线影像与正常骨组织无区别,骨髓腔完全再通,有明显的骨组织生成,苏木精-伊红染色可见骨小梁和较多核深染的长梭形骨细胞;对照组X射线骨密度影略低于正常骨组织,部分骨髓腔再通,苏木精-伊红染色可见骨细胞周围有不少软骨细胞,未见明显的骨小梁或骨板结构,排列较紊乱;空白对照组断端骨钙化影同正常骨组织一致,断端各自封闭形成骨不连,苏木精-伊红染色可见较多的纤维组织和少量的类骨组织。表明丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架可较好地修复兔桡骨大段骨缺损。     

Carbon nanotube reinforced polyvinyl alcohol/biphasic calcium phosphate scaffold for bone tissue engineering

In this paper, a well-developed porous carbon nanotube (CNT) reinforced polyvinyl alcohol/biphasic calcium phosphate (PVA/BCP) scaffold was fabricated by a freeze-thawing and freeze-drying method. The microstructure, mechanical properties and the composition of the scaffolds were characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The results illustrate that after the incorporation of CNTs, the compressive strength of the hydrogels (moisture state) reached 81 ± 6 kPa, presenting a significantly higher value than that of pure PVA/BCP hydrogels (48 ± 2 kPa). Meanwhile, CNT reinforced PVA/BCP scaffolds exhibited a porous structure and high interconnectivity (80 ± 0.6%). The degradation analysis indicated that the degradation ratio of scaffolds can be varied by changing the concentrations of BCP powders and CNTs. Cell culture results show that PVA/BCP/CNT porous scaffolds have no negative effects on the survival and proliferation of cells. These results strongly show that the composite scaffolds may possess a potential application in the field of bone tissue engineering and regeneration.

In this paper, a well-developed porous carbon nanotube (CNT) reinforced polyvinyl alcohol/biphasic calcium phosphate (PVA/BCP) scaffold was fabricated by a freeze-thawing and freeze-drying method.     

纳米羟基磷灰石 / 壳聚糖 / 聚丙交酯支架的体外生物相容性和成骨活性简

背景：研究发现将聚丙交酯、纳米羟基磷灰石或聚丙交酯两两复合后可在一定程度上改善支架的机械性能、生物相容性和对细胞的成骨诱导分化,但离理想的骨组织工程支架材料尚有一定的距离。 目的：对比不同配比纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚丙交酯支架的体外生物相容性及生物活性。 方法：采用粒子沥滤法制备纳米羟基磷灰石、壳聚糖、聚丙交酯的质量比分别为10∶10∶80、10∶20∶70、20∶10∶70的复合支架。将3组复合支架与人骨髓间充质干细胞进行体外复合培养,绘制细胞在支架上的生长曲线,以RT-PCR检测细胞碱性磷酸酶活性和骨钙素的表达。 结果与结论：配比为20∶10∶70复合支架的细胞黏附率明显高于其他两复合支架组（P 〈0.01）,并且复合培养9-27 d的细胞碱性磷酸酶活性、复合培养15-27 d的骨钙素表达明显高于其他两复合支架组（P 〈0.01）,3组细胞的增殖趋势相似。说明配比为20∶10∶70的纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚丙交酯支架具有良好的生物相容性及骨诱导活性。     

淀粉/聚乙烯醇复合生物膜的制备及其表征

背景:目前还没有将淀粉,聚乙烯醇膜应用于引导组织再生技术的研究,实验结合天然高分子和合成高分子的优点制备成多孔结构的引导组织再生膜.目的:不同制备工艺条件对淀粉,聚乙烯醇膜性能的影响.方法:以聚乙烯醇和淀粉为主要原料,通过溶液浇注、冷冻干燥法制备具有多孔结构的引导组织再生膜,考察原料配比、溶液浓度和预冻温度对多孔薄膜性能的影响.对薄膜的表面形貌、孔隙率、吸水率、力学性能及细胞毒性进行了表征.结果与结论:不同工艺条件下制备膜的孔径在1～50 μm,孔隙率在60%～70%,拉伸强度在12～26 MPa,并且该膜具有良好的生物相容性和亲水性.当溶液浓度为5%,预冻温度为-30℃时该膜表面孔的分布比较均匀,淀粉含量越多,孔径越大.     

Preparation of cell aggregates incorporating gelatin hydrogel microspheres of sugar‐responsive water solubilization

The objective of this study is to design hydrogel microspheres of a cell scaffold, which not only function as a scaffold to form cell aggregates of three‐dimensional culture but also can disappear to release growth factors in the well‐controlled manner by noncytotoxic stimulation in any timing. The hydrogel microspheres were prepared by a water‐in‐oil emulsion method from m‐aminophenylboronic acid (APBA)‐introduced gelatin (APBA–gelatin) with or without poly(vinyl alcohol) (PVA) mixing. Irrespective of the PVA concentration, the microspheres with the same diameter were prepared. The microspheres were water solubilized only by adding sorbitol of a sugar although the solubilization extent depended on the PVA concentration. When cocultured with the microspheres, mesenchymal stem cells formed cell aggregates homogeneously incorporating the microspheres. Upon adding sorbitol in the culture medium, mixed APBA–gelatin–PVA hydrogel microspheres disappeared with time in the cell aggregates. The microspheres containing basic fibroblast growth factor or bone morphogenetic protein‐2 released the respective growth factor accompanied with the microspheres disappearance. It is concluded that the present microspheres of sugar‐responsive water solubilization are promising scaffold of cell aggregates and have an ability to allow growth factors to be released in the cell aggregates when it is required.     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景：很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。目的：探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。方法：将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求：孔径90～280μm,平均孔径为151.72μm;孔隙率为（92.72±4.78）%;吸水膨胀率为（141.10±6.87）%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义（P〈0.05）。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。