纳米羟基磷灰石复合胶原膜的组织学评估

背景:初期使用的胶原、聚乳酸等单组分诱导骨再生膜在诱导成骨的效率方面已逐渐暴露其缺陷,于是以胶原、聚乳酸等可吸收材料为载体,羟基磷灰石、纤维生长因子、骨形成蛋白等为填料的诱导骨再生膜成为国内外研究的重点.目的:观察纳米羟基磷灰石复合胶原膜组织反应对诱导骨再生的适用性.方法:将聚丙交酯乙交酯膜、胶原膜、纳米羟基磷灰石复合胶原膜光滑面和粗糙面分别植入大鼠皮下,于10,20,30,45 d取出,采用苏木精-伊红染色法,依照纤维包膜定量、定性、界面定性和降解率等进行组织学评分,研究3种膜的组织反应和降解情况.结果与结论:纳米羟基磷灰石复合胶原膜在各个观察时间均有散在的淋巴细胞,但未见明显的巨噬细胞.随着时间的延长,膜逐渐变小,钙化物随着植入时间的延长而增加.胶原膜组织反应轻微,45 d几乎完全降解.聚丙交酯乙交酯膜浸润增多,纤维包裹明显.结果提示纳米羟基磷灰石复合胶原膜具有良好的生物相容性和适度的降解性,适合引导骨组织再生的需要.     

几种生物材料表面黏附特性的实验

目的：应用微吸管吸吮技术测量大鼠骨髓基质细胞在聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的黏附力,以筛选生物相容性良好的生物材料.方法：实验于2003-11/2004-05在华中科技大学附属协和医院骨科组织工程实验室完成.选取4周龄健康SD大白鼠4只.大鼠麻醉后抽取双侧胫骨和股骨的骨髓基质细胞体外培养,第3代细胞用于实验.制备以玻璃为底、直径约25 mm的特制圆形小腔室,分别将聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物溶液0.3 mL滴入小腔室内,300 r/min离心5 min,在玻璃表面形成聚合物薄膜.用微吸管拉制器拉制微吸管,加工成前端内径为2～4 μm的微管,并用微量进样器向微管内灌满培养液,微管后端接于水压控制的微操作手上,并与自动压力控制系统连接.将第3代骨髓基质细胞接种在表面为不同材料的小腔室内,在每种材料表面随机测量20～30个细胞,以没有涂覆材料的玻璃为对照,测量骨髓细胞于不同时间在三种生物材料表面的细胞黏附力.结果：实验纳入大鼠4只,全部进入结果分析.不同生物材料上骨髓基质细胞黏附力的比较：细胞种植到生物材料表面4,12,24 h,骨髓基质细胞在聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的黏附力均明显高于聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯[（172.78&;#177;15.23）,（155.609&;#177;17.29）,（144.84&;#177;21.14）;（324.84&;#177;102.73）,（199.39&;#177;37.20）,（234.09&;#177;62.09）;（180.77&;#177;29.22）,（170.32&;#177;21.14）,（174.38&;#177;44.29）&;#215;10^-10N,P均＜0.05].结论：微细管吸吮法能够精确测量细胞在支架材料上的黏附力.在聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物这三种生物材料中,聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的细胞黏附力最好,是较理想的生物材料.     

几种生物材料表面黏附特性的实验

目的:应用微吸管吸吮技术测量大鼠骨髓基质细胞在聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的黏附力,以筛选生物相容性良好的生物材料。方法:实验于2003-11/2004-05在华中科技大学附属协和医院骨科组织工程实验室完成。选取4周龄健康SD大白鼠4只。大鼠麻醉后抽取双侧胫骨和股骨的骨髓基质细胞体外培养,第3代细胞用于实验。制备以玻璃为底、直径约25mm的特制圆形小腔室,分别将聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物溶液0.3mL滴入小腔室内,300r/min离心5m in,在玻璃表面形成聚合物薄膜。用微吸管拉制器拉制微吸管,加工成前端内径为2～4μm的微管,并用微量进样器向微管内灌满培养液,微管后端接于水压控制的微操作手上,并与自动压力控制系统连接。将第3代骨髓基质细胞接种在表面为不同材料的小腔室内,在每种材料表面随机测量20～30个细胞,以没有涂覆材料的玻璃为对照,测量骨髓细胞于不同时间在三种生物材料表面的细胞黏附力。结果:实验纳入大鼠4只,全部进入结果分析。不同生物材料上骨髓基质细胞黏附力的比较:细胞种植到生物材料表面4,12,24h,骨髓基质细胞在聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的黏附力均明显高于聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯[(172.78±15.23),(155.609±17.29),(144.84±21.14);(324.84±102.73),(199.39±37.20),(234.09±62.09);(180.77±29.22),(170.32±21.14),(174.38±44.29)×10-10N,P均<0.05]。结论:微细管吸吮法能够精确测量细胞在支架材料上的黏附力。在聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯、聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物这三种生物材料中,聚丙交酯/乙交酯/天冬氨酸-聚乙二醇三嵌段共聚物表面的细胞黏附力最好,是较理想的生物材料。     

乙交酯-丙交酯共聚物与神经生长因子复合支架的细胞相容性及缓释作用

目的：体外实验观察生物可降解材料乙交酯-丙交酯共聚物与神经生长因子复合支架的细胞相容性及其缓释作用. 方法：实验于2005-05/09在首都医科大学附属北京市神经外科研究所损伤修复实验室完成.①实验方法：乙交酯-丙交酯共聚物采用专利技术（200510011350.9）制备,体外将许旺细胞和神经干细胞与乙交酯-丙交酯共聚物共培养.②实验评估：扫描电镜下观察许旺细胞和神经干细胞在乙交酯-丙交酯共聚物内生长状况;应用组织工程技术将神经生长因子整合入乙交酯-丙交酯共聚物内,0.02 g乙交酯-丙交酯共聚物（干质量）中含有1μg神经生长因子,ELISA法检测每天神经生长因子释放的质量浓度. 结果：①扫描电镜下乙交酯-丙交酯共聚物横断面可见其为网格状,纵断面可见其直孔道.②许旺细胞和神经干细胞在乙交酯-丙交酯共聚物支架上生长良好,与其紧密贴附.③培养后第4天神经生长因子释放的质量浓度达峰值,第7天趋于平稳,稳定释放的质量浓度为100μg/L. 结论：①乙交酯-丙交酯共聚物与许旺细胞和神经干细胞具有良好的生物相容性及细胞亲和性.②按神经生长因子（1μg）与乙交酯-丙交酯共聚物（干质量0.02 g）的比例合成的神经生长因子-乙交酯-丙交酯共聚物组织工程材料可缓慢稳定释放神经生长因子,达到其可以发挥生物学活性的质量浓度100μg/L.     

乙交酯-丙交酯共聚物/神经生长因子复合支架植入大鼠损伤脊髓后的髓鞘再生

背景:前期体外实验已经证明神经生长因子乙交酯-丙交酯共聚物与神经生长因子复合支架具有良好的细胞黏附亲和性;同时观察到其随时间推移可稳定释放神经生长因子.目的:将生物可降解材料乙交酯-丙交酯共聚物与神经生长因子复合支架移植入大鼠脊髓半横断损伤动物模型中,观察其对脊髓损伤髓鞘再生的影响.设计,时间及地点:随机对照动物实验,于2006-05/07在首都医科大学附属北京市神经外科研究所损伤修复实验室完成.材料:乙交酯-丙交酯共聚物与神经生长因子复合支架材料,其中0.02 g乙交酯-丙交酯共聚物中含有1 μg神经生长因子.方法:45只成年Wistar大鼠制备T8～9脊髓半横断损伤模型,随机分为单纯支架组20只和复合支架组25只,分别移植乙交酯-丙变酯共聚物支架和掺有神经生长因子的乙交酯-丙交酯共聚物支架.主要观察指标:于术后1,4,8和12周进行髓鞘碱性蛋白免疫组织化学及超微结构检测观察髓鞘再生的情况.结果:复合支架组苏木精-伊红染色观察脊髓损伤程度较单纯支架组明显减轻.复合支架组髓鞘碱性蛋白免疫组织化学阳性颗粒明显多于单纯支架组.透射电镜观察复合支架组大鼠新生髓鞘明显多于单纯支架组.结论:乙交酯-丙交酯共聚物联合神经生长因子促进髓鞘再牛的效果优于单纯乙交酯-丙交酯共聚物.     

真皮支架聚乙交酯丙交酯海绵状膜的生物相容性研究

目的：检测聚乙交酯丙交酯(polylactic acid／polyglycolic acid copolymers，PLGA)海绵状膜的生物相容性，探讨作为细胞支架的可能性。方法：将SD大鼠20只用随机数字表法分为5组，在其背部埋置PLGA海绵状膜。不同时相点取材，做组织学观察。用PLGA浸提液进行细胞毒性试验。结果：PLGA海绵状膜在体内两三周后有大量细胞长入并伴新生血管形成，炎性细胞较少。4周开始降解，8周完全降解。细胞毒性试验表明其细胞毒性为1级。结论：此种生物材料具有较好的生物相容性和可控的降解速率，可以作为细胞支架应用于组织工程研究。     

乙交酯-丙交酯共聚物-细胞复合体移植治疗脊髓损伤

目的:观察神经干细胞、许旺细胞和组织工程支架材料乙交酯-丙交酯共聚物于大鼠髓内共移植后的生物相容性,及其对大鼠损伤脊髓形态和功能的修复作用。方法:实验于2005-05/2006-09在首都医科大学附属北京市神经外科研究所损伤修复实验室完成。①实验材料:健康成年雌性Wistar大鼠36只,随机数字表法分为单纯支架组、神经干细胞 支架复合体组、神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组,12只/组。乙交酯-丙交酯共聚物由中科院化学研究所医用高分子材料中心提供。②实验方法:各组大鼠均建立脊髓T9半横断损伤模型。神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组取2×1010L-1的许旺细胞、神经干细胞各10μL接种于乙交酯-丙交酯共聚物支架内,神经干细胞 支架复合体组取2×1010L-1的神经干细胞10μL接种于乙交酯-丙交酯共聚物支架内,单纯支架组取10μLDMEM培养液置于乙交酯-丙交酯共聚物支架内,于脊髓缺损处分别植入对应的复合物。③实验评估:应用电镜观察乙交酯-丙交酯共聚物支架的降解及轴突的再生状况;应用BBB评分和电生理技术检测大鼠脊髓功能性的恢复情况。结果:36只Wistar大鼠均进入结果分析。①行为学观察结果:移植术后4,12周,神经干细胞 支架复合体组、神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组大鼠的后肢运动功能BBB评分均好于单纯支架组(P<0.01),其中神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组尤为明显。②神经电生理检查结果:在脊髓半横断损伤后即刻,所有动物的体感诱发电位和运动诱发电位波幅都明显减低甚至消失。移植术后4周,神经干细胞 支架复合体组、神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组大鼠的体感诱发电位和运动诱发电位波幅均有所恢复;至移植术后12周恢复明显。单纯支架组移植术后4,12周体感诱发电位和运动诱发电位波幅无明显变化。③电镜观察结果:扫描电镜下,随着时间的延长各组植入的乙交酯-丙交酯共聚物逐渐降解。透射电镜下,各组植入材料正中横断面可见新生的无髓及有髓神经纤维,至12周时神经干细胞 许旺细胞 支架复合体组最明显。结论:乙交酯-丙交酯共聚物在大鼠损伤的脊髓内具有良好的生物相容性;其与神经干细胞、许旺细胞共移植能够明显促进脊髓半横断损伤大鼠的脊髓轴突再生,并改善肢体的运动功能。     

不同组分电纺丝素蛋白/聚己内酯超细纤维膜与小鼠成纤维细胞的相容性

背景:近年来,静电纺丝法已被认为是一种制各纳米至亚微米级纤维组织工程支架的简便方法.目的:对3种由静电纺丝法制备的纤维膜进行生物学评价.设计、时间及地点:观察性实验,于2009 01/04在杭州师范大学临床医学院完成.材料:电纺丝素蛋白/聚己内酯超细纤维膜(SF70/PCL30,SF50/PCL50)以及丝素蛋白/聚己内酯/纳米羟基磷灰石超细纤维膜(SF50/PCL50-nHA,其中纳米羟基磷灰石含量为30%)由浙江理工大学省部共建"先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室"制备.方法:将L929细胞以5.5×108L-1浓度接种在3种电纺超细纤维膜上进行培养.在1,3,5 h和1,4,7d时用MTT法测定细胞黏附和增殖情况,在1 d和7 d时扫描电镜观察细胞的形态.主要观察指标:L929细胞在电纺SF70/PCL30,SF50/PCL50,SF50/PCL50-nHA超细纤维膜上的黏附和增殖情况;L929细胞的形态特征.结果:相比于没有加入纳米羟基磷灰石的电纺纤维膜,电纺SF50/PCL50-nHA 超细纤维膜会较好地提高细胞在其上的黏附和增殖能力.扫描电镜观察也表明,L929细胞可以在电纺SF50/PCL5-nHA 超细纤维膜上很好地呈梭形生长,并且在其表面可以观察到丰富的绒毛和伪足,伪足与材料紧密相联.结论:3种电纺超细纤维膜特别是电纺SF50/PCL50-nHA 超细纤维膜可以很好地应用于组织再生.     

聚乳酸/羟基磷灰石膜与人羊膜基质细胞联合构建骨组织工程细胞/支架复合体

背景：前期研究通过静电纺丝技术获得的聚乳酸/羟基磷灰石膜有利于细胞的贴附和生长。目的：分析电纺聚乳酸/羟基磷灰石膜和人羊膜基质细胞构建骨组织工程细胞/支架复合体的可行性。方法：利用MTT法检测聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜浸提液对人羊膜基质细胞增殖的影响;将第3代人羊膜基质细胞培养于含聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜的成骨诱导培养液中,进行组织学检查及免疫荧光细胞化学染色检测。结果与结论：聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜浸提液对人羊膜基质细胞均无明显细胞毒性。与两种膜材料复合培养后,人羊膜基质细胞细胞增殖明显,可观察到钙化结节的形成,钙化结节处细胞Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶表达阳性,且聚乳酸/羟基磷灰石膜组细胞钙化结节数量及成熟程度优于聚乳酸组。说明电纺聚乳酸/羟基磷灰石膜与人羊膜基质细胞可以共同构建成细胞/支架复合体,具有应用于骨组织工程的潜力。     

异体软骨细胞种植聚丙交酯乙交酯支架修复软骨缺损

背景:聚丙交酯乙交酯支架具有将免疫源性的细胞与外界环境隔离开来,减少或防止了免疫反应的作用.目的:利用异体软骨细胞复合聚丙交酯乙交酯支架构建组织工程化软骨,观察其移植兔关节缺损后的修复效果.方法:体外培养乳兔软骨细胞扩增至第3代,种植到聚丙交酯乙交酯支架,对其进行生物特性的观察和检测.新西兰长耳大白兔36只,制造软骨缺损模型,随机分成空白组、空聚丙交酯乙交酯支架移植组、软骨细胞复合聚丙交酯乙交酯支架移植组.术后12周对缺损部位进行大体、苏木精一伊红染色、免疫组织化学染色观察,并进行Wakitani组织学评分.结果与结论:兔软骨细胞体外单层培养呈多角形,细胞克隆呈铺路石状.免疫细胞化学法检测II型胶原表达阳性.种植到聚丙交酯乙交酯支架电镜观察与支架复合良好.三组的Wakitani组织学评分分别为(13.17±0.94),(12.31±1.89),(5.96±3.47)分,组间差异具有显著性意义(P<0.05).软骨细胞复合聚丙交酯乙交酯支架移植修复软骨缺损效果优于其他各组.提示异体软骨细胞复合聚丙交酯乙交酯支架移植可成功修复关节软骨缺损.     

β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架复合骨髓基质细胞修复节段性骨缺损

背景：组织工程β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架材料具有良好的生物相容性。目的：评估骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合体修复兔桡骨大段骨缺损成骨的效果。方法：取新西兰大白兔40只,建立桡骨双侧大段骨缺损模型,其中35只右侧植入自体骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合物作为实验组,左侧植入β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸支架材料作为对照组;另5只作为空白对照不作任何处理。植入后4,8,12,16周拍摄X射线片观察骨缺损修复情况。结果与结论：实验组术后2周可见缺损处有散在的、少量模糊状骨痂生成,术后4周可见明显骨生成影像,成云雾状,均匀分布在骨缺损区,术后8周整个缺损区均可见骨痂生成,成骨现象更加明显,部分髓腔已通,术后12～16周,缺损区已完全被新生骨组织充填,骨髓腔已完全再通,修复区较正常桡骨细,骨缺损修复效果明显优于对照组与空白对照组（P〈0.01）。说明自体骨髓基质细胞与β-磷酸三钙/聚磷酸钙纤维/聚左旋乳酸复合移植可较完全修复大节段骨缺损。     

β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料的骨内降解

背景：调控聚乳酸类可吸收材料的降解速率,使材料降解与新生骨爬行替代速度更同步,加入羟基磷灰石或β-磷酸三钙等无机粒子是目前的主流选择。目的：对比观察β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料和聚-L-乳酸在松质骨内的降解速度及诱导成骨能力。方法：将β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料及聚-L-乳酸材料分别植入12只新西兰大白兔双侧股骨内髁及外髁后,于术后6,12,24周3个时间点取材,测定其各个时间点的生物吸收率,扫描电镜和光学显微镜观察其在松质骨内的形态学变化,周围新骨爬行替代及异物反应情况。结果与结论：各个时间点β-磷酸三钙/聚-L-乳酸与周围骨质贴合比聚-L-乳酸材料更紧密,未见明显异物反应。6周时β-磷酸三钙/聚-L-乳酸材料生物吸收率小于聚-L-乳酸材料,12周后生物吸收率增速加快,同时材料表面出现均匀分布的微孔及裂隙;术后24周内两种材料均未见新生骨爬行替代。结果表明β-磷酸三钙/聚-L-乳酸复合材料早期降解较聚-L-乳酸材料慢,有利于移植物植入早期的坚强固定;6周后降解加快,24周内未见诱导成骨现象。     

静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的细胞相容性

背景:有报道以生物可降解的胶原盘或聚L-乳酸、聚羟基乙酸、聚L-乳酸/聚羟基乙酸共聚物等作为骨骼肌组织工程的支架材料,各有优缺点,不能完全满足骨骼肌组织工程的需要。目的:探讨静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的可行性。方法:制备7种不同组分的静电纺丝纳米纤维膜,以其浸提液为培养基培养第3代SD乳鼠成肌细胞,以含体积分数20%新生小牛血清的F12培养基培养的为对照。采用MTT法和扫描电镜检测成肌细胞在各组材料的黏附及生长情况。结果与结论:各组分静电纺丝纳米纤维膜吸光度值与对照组间差异无显著性意义(P>0.05)。各组分静电纺丝纳米纤维膜组成肌细胞黏附率差异有显著性意义(P<0.05)。扫描电镜与上述结果一致。含70%聚乳酸+20%蚕丝蛋白+10%胶原组成电纺丝纳米纤维膜组可见大量成肌细胞黏附,呈梭形,两极伸展,排列规律,效果最好。其他各组细胞少,形态不规则,似衰退期成肌细胞。提示静电纺丝纳米纤维膜无细胞毒性,对成肌细胞的增殖无影响,成肌细胞能良好地黏附;以70%聚乳酸+20%蚕丝蛋白+10%胶原组分效果最佳。     

聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料体内降解过程中的生物力学特性

背景:临床应用的金属内固定材料初始弯曲强度及弹性模量约为皮质骨的4倍及20倍,其力学性能不能随骨愈合过程动态变化,出现医学上的"应力遮挡效应",影响骨愈合且需要二次手术取出。目的:观察β-磷酸三钙与聚L乳酸复合可吸收内固定材料在动物体内降解后的生物力学特性。方法:在30只新西兰大白兔腰背部左侧皮下植入聚L乳酸可吸收棒状材料为对照组,右侧植入聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收棒状材料作为实验组。于术前及术后4,8,12,16,24周观察两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度。结果与结论:降解过程中两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度随时间的延长呈逐步下降趋势;术后12,16,24周实验组材料弯曲强度均高于对照组材料(P<0.05)。术后4,8,12,16,24周实验组材料剪切强度均高于对照组材料(P<0.05)。术后各时间点实验组材料扭转强度均稍高于对照组材料,但差异无显著性意义(P>0.05)。说明聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料的体内降解速度较纯聚L乳酸慢,其力学强度能维持较长时间,可满足松质骨骨折的固定及骨组织愈合的要求。     

聚乙丙交酯支架的细胞相容性特点

背景:聚乳酸及其衍生物具有良好的生物相容性、降解产物无毒性、易加工、具备一定强度等优点在骨组织工程中得到越来越广泛的应用。目的:观察骨髓基质干细胞与聚乙丙交酯类支架的细胞相容性及体外贴附情况,为制备负载多种细胞因子的聚乙丙交酯类支架提供研究基础。设计:对比观察。单位:南方医科大学南方医院创伤骨科。材料:实验于2004-09/2005-06在广东省组织构建与检测重点实验室完成。选择健康2月龄雄性新西兰兔1只。实验用主要材料:聚乙丙交酯支架(中山大学高分子研究所),β-磷酸三钙(瑞士AO公司)。方法:抽取新西兰兔骨髓,用全骨髓培养法获取单核细胞,经条件培养液体外诱导、扩增。骨髓基质干细胞以1×109L-1接种于聚乙丙交酯和β-磷酸三钙上,另设不加材料的空白对照组。通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞生长及细胞与材料的附着情况。以MTT法、流式细胞仪等手段检测各组细胞增殖和细胞周期变化情况。主要观察指标:①相差显微镜下每日定期观察细胞生长及与材料贴附情况。②培养1,3,6d扫描电镜下观察细胞生长情况。③MTT法检测细胞增殖情况。④采用化学比色法测定碱性磷酸酶活性。⑤流式细胞仪检测2种材料对骨髓基质干细胞的细胞周期、DNA含量及倍体水平的影响,并计算样品细胞的DNA指数。结果:①细胞培养后相差显微镜观察:空白对照组培养7～10d时细胞多呈梭形,未发现接触抑制现象。聚乙丙交酯组细胞开始贴壁时间明显晚于β-磷酸三钙组,随培养时间延长,细胞在材料周围与材料表面密集生长,细胞形态为多角形,两材料组细胞生长状态及细胞形态与空白对照组相似。②细胞培养后扫描电镜观察:空白对照组培养7d的细胞仍为单层并融合成片,但多角形细胞增多,细胞表面存在颗粒状物,细胞间以微丝相连。聚乙丙交酯组培养7d时,细胞数量大为增加,胞体扁平,跨越孔隙表面,形成细胞间连结,细胞连接成片,有大量基质形成。β-磷酸三钙组培养7d时,细胞数量增加,并相互连接,表面呈单层排列,可有细胞外基质形成,细胞长入孔隙内。③细胞增殖情况:随培养时间的延长各组细胞数量都有所增加,但聚乙丙交酯组与空白对照组及与β-磷酸三钙组间差异无显著性意义(P>0.05)。④碱性磷酸酶活性:随细胞培养时间延长,检测到各组细胞的碱性磷酸酶活性均增加,但聚乙丙交酯组与空白对照组及与β-磷酸三钙组间细胞碱性磷酸酶活性差异无显著性意义(P>0.05)。⑤细胞周期情况:两种材料对兔骨髓基质干细胞的细胞周期影响不大,各组细胞皆为正常的二倍体细胞,未见异倍体细胞形成。结论:聚乙丙交酯类支架的细胞相容性较好,并可进一步作为多种细胞因子载体构建缓释型支架用于骨组织工程。     

静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的细胞相容性

背景：有报道以生物可降解的胶原盘或聚L-乳酸、聚羟基乙酸、聚L-乳酸/聚羟基乙酸共聚物等作为骨骼肌组织工程的支架材料,各有优缺点,不能完全满足骨骼肌组织工程的需要。目的：探讨静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的可行性。方法：制备7种不同组分的静电纺丝纳米纤维膜,以其浸提液为培养基培养第3代SD乳鼠成肌细胞,以含体积分数20%新生小牛血清的F12培养基培养的为对照。采用MTT法和扫描电镜检测成肌细胞在各组材料的黏附及生长情况。结果与结论：各组分静电纺丝纳米纤维膜吸光度值与对照组间差异无显著性意义（P〉0.05）。各组分静电纺丝纳米纤维膜组成肌细胞黏附率差异有显著性意义（P〈0.05）。扫描电镜与上述结果一致。含70%聚乳酸＋20%蚕丝蛋白＋10%胶原组成电纺丝纳米纤维膜组可见大量成肌细胞黏附,呈梭形,两极伸展,排列规律,效果最好。其他各组细胞少,形态不规则,似衰退期成肌细胞。提示静电纺丝纳米纤维膜无细胞毒性,对成肌细胞的增殖无影响,成肌细胞能良好地黏附;以70%聚乳酸＋20%蚕丝蛋白＋10%胶原组分效果最佳。     

聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料体内降解过程中的生物力学特性

背景：临床应用的金属内固定材料初始弯曲强度及弹性模量约为皮质骨的4倍及20倍,其力学性能不能随骨愈合过程动态变化,出现医学上的＂应力遮挡效应＂,影响骨愈合且需要二次手术取出。目的：观察β-磷酸三钙与聚L乳酸复合可吸收内固定材料在动物体内降解后的生物力学特性。方法：在30只新西兰大白兔腰背部左侧皮下植入聚L乳酸可吸收棒状材料为对照组,右侧植入聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收棒状材料作为实验组。于术前及术后4,8,12,16,24周观察两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度。结果与结论：降解过程中两组材料的弯曲强度、剪切强度及扭转强度随时间的延长呈逐步下降趋势;术后12,16,24周实验组材料弯曲强度均高于对照组材料（P〈0.05）。术后4,8,12,16,24周实验组材料剪切强度均高于对照组材料（P〈0.05）。术后各时间点实验组材料扭转强度均稍高于对照组材料,但差异无显著性意义（P〉0.05）。说明聚L乳酸/β-磷酸三钙可吸收材料的体内降解速度较纯聚L乳酸慢,其力学强度能维持较长时间,可满足松质骨骨折的固定及骨组织愈合的要求。     

复合骨形态发生蛋白缓释材料修复兔桡骨缺损☆

背景:在聚乳酸-聚羟基乙酸中加入β-磷酸三钙可调控其降解速率和强度,加载骨形态发生蛋白可增强材料的诱导成骨能力。目的:检验β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料修复兔桡骨节段性骨缺损的效果。方法:制作兔左侧桡骨12mm缺损模型,随机分4组,分别于骨缺损处植入β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼缓释材料、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料,并设置空白对照组(不植入任何材料)。结果与结论:术后12周时,β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸材料组、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼缓释材料组、β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释组骨缺损都得到较好修复,其中β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释组骨缺损修复效果最佳(P<0.05),空白对照组骨缺损未修复。表明β-磷酸三钙/聚乳酸-聚羟基乙酸/异烟肼/骨形态发生蛋白缓释材料可很好修复兔节段性骨缺损。     

Effects of designed PLLA and 50:50 PLGA scaffold architectures on bone formation in vivo

Biodegradable porous scaffolds have been investigated as an alternative approach to current metal, ceramic, and polymer bone graft substitutes for lost or damaged bone tissues. Although there have been many studies investigating the effects of scaffold architecture on bone formation, many of these scaffolds were fabricated using conventional methods such as salt leaching and phase separation, and were constructed without designed architecture. To study the effects of both designed architecture and material on bone formation, this study designed and fabricated three types of porous scaffold architecture from two biodegradable materials, poly (L‐lactic acid) (PLLA) and 50:50 Poly(lactic‐co‐glycolic acid) (PLGA), using image based design and indirect solid freeform fabrication techniques, seeded them with bone morphogenetic protein‐7 transduced human gingival fibroblasts, and implanted them subcutaneously into mice for 4 and 8 weeks. Micro‐computed tomography data confirmed that the fabricated porous scaffolds replicated the designed architectures. Histological analysis revealed that the 50:50 PLGA scaffolds degraded but did not maintain their architecture after 4 weeks implantation. However, PLLA scaffolds maintained their architecture at both time points and showed improved bone ingrowth, which followed the internal architecture of the scaffolds. Mechanical properties of both PLLA and 50:50 PLGA scaffolds decreased but PLLA scaffolds maintained greater mechanical properties than 50:50 PLGA after implantation. The increase of mineralized tissue helped support the mechanical properties of bone tissue and scaffold constructs between 4–8 weeks. The results indicate the importance of choice of scaffold materials and computationally designed scaffolds to control tissue formation and mechanical properties for desired bone tissue regeneration. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

原位生长纳米羟基磷灰石晶须增强β-磷酸三钙多孔支架的生物安全性

背景:通过纳米羟基磷灰石原位生长明显提高了磷酸钙支架的强度与韧性。目的:体外评价纳米羟基磷灰石晶须/β-磷酸三钙(nHAW/β-TCP)作为人工骨支架材料的生物相容性。方法:急性全身毒性试验:30只小白鼠随机分为静脉实验组,腹腔实验组和对照组,分别注射浸提液及生理盐水,24,472h观察动物的一般状态。溶血试验:材料浸提液与稀释人鲜血混合观察红细胞溶解情况,545nm下检测A值计算溶率;致敏试验:16只豚鼠随机分为实验组、阴性对照组和阳性对照组,每只豚鼠脊柱两侧皮内注射等体积nHAW/β-TCP架材料浸提液、生理盐水及二硝基氟苯。于注射后即刻和24,48,72h观察局部皮肤反应。细胞毒性试验:材料浸提液养细胞进行细胞形态大体观察,采用CCK-8法观察细胞活性。结果与结论:急性全身毒性试验:人工骨浸提液静脉及腹腔注射后不引起小鼠呼吸、进食改变或死亡,体质量稳定。溶试验:nHAW/β-TCP的溶血率小于ISO规定的5%,可认为这种材料无溶血作用。致敏试验:豚鼠皮内注射后未出现过反应。细胞毒性试验:CCK-8细胞毒性试验显示不同浓度人工骨浸提液的细胞毒性为0级。提示nHAW/β-TCP复合支架引起全身毒性反应、溶血反应和过敏反应,且无细胞毒性,生物相容性良好,符合组织工程人工骨支架材料的应用要求。