缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的细胞相容性研究

目的 探讨缓释血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的细胞相容性.方法 将MC3T3-E1细胞分别接种缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架(实验组)、纳米珍珠层/聚乳酸支架(对照1组)和聚乳酸支架(对照2组),单纯细胞培养为空白对照组.倒置相差显微镜、扫描...     

缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的制备

[目的]探讨缓释血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架的制备方法及其性能.[方法]采用溶剂浇铸-粒子沥滤法制备聚乳酸支架(S1)和纳米珍珠层/聚乳酸支架(S2),接着将PDGF-BB与纤维蛋白胶混合注入S2,冷冻干燥后制成缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架(S3).3种支架通过万能测试机测试抗压强度、扫描电子显微镜观察表面形貌以及阿基米德法测定孔隙率;利用ELISA法检测S3降解过程中PDGF-BB释放量.[结果]3种支架材料均具有良好的三维多孔结构,孔径分别为(330.0 ±55.6)μm、(322.5±50.8)μm和(303.3±47.0)μm,差异无统计学意义(P>0.05);孔隙率分别为81.0%±1.1%、82.5%±0.8%和80.2%±0.7%,差异无统计学意义(P>0.05);抗压强度分别为(3.6 ±0.12)MPa、(5.0±0.35)MPa和(5.1 ±0.26)MPa,S1与S2和S3有显著性差异(P<0.01).ELISA实验结果表明支架中复合的PDGF-BB释放长达30 d,呈持续缓慢释放.[结论]缓释PDGF-BB的纳米珍珠层/聚乳酸/纤维蛋白胶复合支架为三维多孔结构,具有较好的力学性能,持续缓慢释放PDGF-BB,有望成为一种理想的骨组织工程支架材料.     

小口径聚乳酸-己内酯/纤维蛋白原管形支架的构建及生物相容性评价

目的探索静电纺丝技术制备小口径聚乳酸-己内酯[P(LLA-CL)]/纤维蛋白原管形支架的方法,评价支架的生物相容性,探讨其作为血管组织工程材料的可行性。方法以P(LLA-CL)、纤维蛋白原为原料,制备小口径复合管形支架,观察支架的大体形态,并用扫描电镜观察三维结构;利用溶血试验、细胞毒性试验、皮下植入试验,评价支架材料的生物相容性。结果管形支架表面呈网格状三维结构,并有大小不等、互相交通的孔隙,孔径平均直径为(4.56±1.23)μm,表面纤维平均直径(318±56)nm;P(LLA-CL)/纤维蛋白原浸提液溶血率为2.87%±0.49%;细胞毒性实验示P(LLA-CL)/纤维蛋白原浸提液较阴性对照组无明显差异(P>0.05);皮下植入试验显示P(LLA-CL)/纤维蛋白原支架炎症反应轻微,材料逐渐降解。结论通过静电纺丝技术可以构建小口径P(LLA-CL)/纤维蛋白原管形支架,并具有良好的生物相容性,可作为组织工程血管的支架材料。     

无定形磷酸钙负载rhBMP-2纳米缓释体的生物相容性及安全性

[目的] 观察无定形硫酸钙(ACP)负载重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2/ACP)纳米缓释体的生物相容性及安全性,为新型材料的临床应用提供必要的实验依据.[方法] 对材料分别进行体外溶血实验、微核实验、急性毒性试验、热原试验、皮内刺激反应实验和短期肌内埋置试验、骨内植入实验.[结果] 材料浸提液对兔血无溶血现象,对小鼠骨髓细胞无遗传毒性作用,未引起小鼠急性毒性反应、兔热原反应、兔皮内刺激反应;兔短期肌肉埋置、骨内植入后局部无明显炎症反应、无组织坏死,材料逐渐发生降解,能与组织有机融合.[结论] rhBMP-2/ACP纳米缓释体的生物相容性及安全性符合IS010993、GB/T16886规定的体内植入物的生物学评价标准,可作为骨修复替代材料用于相关疾病的临床治疗.     

珍珠层/聚乳酸人工骨的生物相容性研究

目的：研究珍珠层／聚乳酸人工骨在体内外的生物相容性。方法：将珍珠层／聚乳酸人工骨在体外与兔成骨细胞复合培养作实验组，以脱钙骨／聚乳酸人工骨作对照，行MTT法、组织学和扫描电镜检测，观察成骨细胞在材料表面的粘附、生长和增殖情况；将同种异体成骨细胞—珍珠层／聚乳酸人工骨复合植入体内，观察机体对细胞与材料的排斥反应。结果：肌法显示随培养时间的延长，细胞在材料表面不断增殖；组织学及电镜显示，在体外细胞于材料表面及孔隙中附着、生长良好，存在接触抑制现象；细胞与材料复合植入体内，珍珠层／聚乳酸组的炎性反应明显比对照组轻。结论：珍珠层／聚乳酸人工骨在体内外有良好的生物相容性。     

新型复合纤维蛋白胶的磷酸钙骨水泥的生物安全性研究

目的 研究新型复合纤维蛋白胶的磷酸钙骨水泥的生物相容性和生物安全性,探讨其用于临床修复骨缺损的可行性。方法 制备新型复合纤维蛋白胶的磷酸钙骨水泥,获取材料浸提液。选择急性毒性试验、溶血试验、微核试验、细胞毒性试验,对新型复合人工骨材料进行生物相容性和安全性评价。结果 该磷酸钙骨水泥材料浸提液未引起小鼠急性毒性反应;各实验组肉眼下未见明显溶血反应,溶血率0.05);浸提液对小鼠MC3T3成骨细胞的生长分化无明显影响,细胞毒性分级为Ⅰ级。结论新型复合纤维蛋白胶的磷酸钙人工骨材料具有良好的生物相容性和生物安全性。     

纳米珍珠层粉的降解实验及其复合人工骨的生物相容性研究

[目的]研究纳米珍珠层粉的体内降解情况,及其所制得的复合人工骨的生物相容性.[方法]机械研磨法制得的纳米珍珠层粉及其与消旋聚乳酸复合制得的人工骨,分别植入大鼠股骨骨洞及股部肌囊,同时与微米珍珠层粉及其人工骨作对照,并建立空白对照.于术后当天及第2、4、8周分别作X线片检查,动物处死前予四环素注射活体荧光标记,处死后行大体、组织学及扫描电镜观察.[结果]各检查结果显示纳米组较微米组降解更快,骨缺损愈合也最快;2种材料制得的复合人工骨均与周围组织结合良好.[结论]纳米珍珠层粉在动物体内的降解速度较微米级的快,可促进新生骨的生长;纳米珍珠层人工骨生物相容性好,是更好的生物活性可降解材料.     

小肠粘膜下层组织工程支架材料的生物相容性研究

目的 观察小肠粘膜下层(SIS)的生物相容性和作为组织工程支架材料的可行性.方法 参照国际标准ISO10993-1制定的医疗器械生物学评价的相关方法和标准,通过细胞毒性试验、热原试验、溶血试验、致敏试验、肌肉刺激试验等体内外生物学实验相结合的方法评价SIS的生物相容性及免疫原性.结果 实验证明小肠粘膜下层细胞相容性良好,不溶血,无致热、致敏反应,肌肉刺激试验的组织学检查见SIS周围无明显炎症及排斥反应,材料部分降解并见大量结缔组织生长.结论 SIS具有良好的生物相容性和免疫原性,可作为组织工程的支架材料.     

应用石墨烯改良PLCL/Gel纳米纱支架材料的可行性分析

目的探索应用石墨烯(Gr)改良聚-L-丙交酯-己内酯/明胶(PLCL/Gel)纳米纱支架材料的可行性。方法采用自制的静电纺丝装置分别制备PLCL-Gel和Gr-PLCL-Gel水纺纳米纱支架材料。使用体视显微镜、扫描电子显微镜观察支架材料形态结构;通过拉伸试验观察该材料机械强度;采用CCK-8实验评价支架生物相容性,并将支架植入大鼠皮下,观察细胞浸润情况。结果拉伸试验显示,加入石墨烯可明显提高支架的力学性能。两组支架都无明显细胞毒性,在体内外实验中均表现出良好的生物相容性,体内实验表明石墨烯在一定程度上减轻了炎症反应。结论应用石墨烯改良PLCL/Gel纳米纱支架材料,可以获得具有合适力学性能、亲水性、生物相容性的纳米纱支架材料,在组织工程皮肤等方面具有应用潜能。     

仿生增强型纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架研究现状

骨组织工程是修复骨缺损最有前途的方法,寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一。近年来采用仿生学原理制备的增强型纳米羟基磷灰石聚乳酸复合支架材料因具有良好的生物相容性和生物降解性而广泛研究。该文就纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架材料的制备、力学性能及影响因素、与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化骨、与骨形态发生蛋白复合构建活性人工骨的成骨性能研究现状作一简要综述。     

恒河猴间充质干细胞诱导分化成骨细胞复合6种支架材料的相容性研究

[目的]评价外消旋聚乳酸(poly-DL-lactide,PDLLA)、生物活性玻璃(bioactive glass,BG)、β-三磷酸钙(beta-tricalcium phosphate,β-TCP)与聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物[poly(lactic acid)-poly-ethylene glycol-poly(lactic acid)triblock copolymers,PLA-PEG-PLA]组合成的6种新型支架的细胞粘附性和细胞相容性,筛选出较好的细胞支架。[方法]选用恒河猴间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)定向分化为成骨细胞,采用体外细胞培养的方法,将细胞接种于PDLLA、PDLLA/BG、PDLLA/β-TCP、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA/BG及PDLLA/PLA-PEG-PLA/β-TCP 6种可吸收性生物支架材料表面上,倒置显微镜、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及甲基偶氮唑盐微量酶反应比色(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法观察恒河猴成骨细胞的粘附、增殖。[结果]倒置显微镜、SEM、ALP染色显示成骨细胞在PDLLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/β-TCP及PDLLA/BG 4种材料上能良好粘附、增殖,并向内部生长,而在PDLLA/PLA-PEG-PLA/BG、PDLLA/PLA-PEG-PLA/β-TCP两组材料上粘附差、细胞逐渐死亡;MTT法结果显示PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/β-TCP及PDLLA/BG细胞活性优于单纯PDLLA支架,其中PDLLA/PLA-PEG-PLA最佳。[结论]PDLLA、PDLLA/PLA-PEG-PLA、PDLLA/BG及PDLLA/β-TCP4组材料能与成骨细胞良好粘附,具有良好的细胞相容性。     

人脂肪来源干细胞与左旋聚乳酸/聚己内酯支架的体内外生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞(Human adipose-derived stem cells,hADSCs)在左旋聚乳酸/聚己内酯(Poly-Llactide/Polycaprolactone,PLLA/PCL)复合支架材料中的生长情况及其生物相容性。方法体外分离、培养和扩增hADSCs,制备PLLA/PCL复合支架。取PLLA/PCL浸提液培养hADSCs,CCK-8法检测细胞活力,评价支架的细胞毒性。hADSCs传代扩增后,接种到PLLA/PCL支架材料上。体外培养1周,裸鼠皮下分别培养1周、2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况。免疫荧光检测裸鼠体内复合支架材料内细胞平滑肌肌动蛋白(Smooth muscle actin,SMA)表达情况。结果hADSCs在PLLA/PCL浸提液中可保持较高的增殖率,表明PLLA/PCL浸提液无细胞毒性。hADSCs接种于PLLA/PCL支架上,经体外、体内培养后,均能长入PLLA/PCL支架的孔隙内,且体内培养比体外培养有更多的细胞长入支架内部。经体内培养后,复合细胞的支架比单纯支架有更多的细胞渗入支架内部。细胞材料复合物体内培养2周后,免疫荧光检测发现,支架材料内部分细胞SMA表达阳性。结论 PLLA/PCL复合支架材料,安全无毒,与hADSCs生物相容性好,可作为种子细胞的载体用于组织工程膀胱缺损修复的研究。     

三种快速成型制作的聚酯/钙磷盐人工骨修复兔桡骨缺损的实验研究

目的检验3种聚酯／钙磷盐植骨材料修复兔桡骨缺损的效果,筛选理想的组织工程用生长因子载体。方法分别采用复合牛骨形态发生蛋白(bBMP)及单纯快速成型工艺制作的3种聚酯／钙磷盐载体材料修复兔桡骨15mm缺损,通过量化评价、影像学、组织学、材料降解及骨密度评价3种聚酯／钙磷盐载体材料修复兔桡骨缺损的效果。结果12周时各材料实验组骨缺损均愈合,各检测指标同对照组比较差异均有统计学意义,空白对照组骨缺损未愈合,以聚乳酸．聚羟基乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)材料实验组修复效果最好,聚消旋乳酸／磷酸三钙(PDLLA／TCP)材料实验组次之,最后为聚左旋乳酸／磷酸三钙(PLIA／TCP)材料实验组。结论3种聚酯／钙磷盐材料制作的仿生活性人工骨皆可以修复兔15mm长骨骨缺损,其中以PLGA／TCP材料效果最为理想。     

硬组织修复材料碳纤维增强聚烯烃的生物安全性评价

目的 通过对连续碳纤维增强聚烯烃复合材料的毒理学试验，鉴定其作为硬组织修复材料的生物安全性，为临床应用提供依据。方法 采用标准的毒理学试验方法将实验材料分别进行7个方面检测：①溶血试验；②热源试验；③致敏试验；④细胞毒性试验；⑤鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验；⑥哺乳动物培养细胞染色体畸变试验；⑦骨髓微核试验。结果 所有实验样品各项检测指标的结果显示其材料无溶血性、无热源性、无致敏性、无细胞毒性，以及不导致染色体畸变。结论 连续碳纤维增强聚烯烃复合材料具有良好的生物安全性，满足作为硬组织修复材料生物安全性要求。     

Repair of the radial defect of rabbit with polyester/ tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology

Objective： To evaluate the effects of repairing rabbit radial defects with polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with bovine bone morphogenetic protein （ bBMP）, and find new carriers for growth factors. Methods： Polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with and without bovine BMP were used to repair the 15 mm radial defect in rabbit. Then the results of radiography, histology, scaffolds degrade rates and bone mineral density （BMD） were appraised to examine the effects at the 12th week. Results ： At the 12th week postoperatively, all defects treated with bBMP were radiographically repaired. No radius implanted polyester/tricalcium phosphate scaffolds without bBMP showed radiographic and histological union. At experimental groups, longitudinal alignment of lamellar structure was observed histologically at the 12th week,indicating that remodeling of regenerated bone was complete in different degree. Of the three experimental groups, the bony regeneration and remodeling of callus in poly lactide-co-glycolide/tricalcium phosphate （PLGA/ TCP） group was the best. The BMD values were beyond 70% of normal value at the 12th week while the PLGA/ TCP scaffolds group was the highest, and no abnormalities were observed in the surrounding soft tissue in all groups. Conclusions - Polyester/tricalcium phosphate scaffolds prepared by rapid prototyping technology loaded with bovine BMP can repair a 15 mm radial defect of rabbit. As for the results, the PLGA/TCP scaffold is ideal and better than poly L-lactide-co-D, L-lactide （ PDLLA/TCP ） scaffold, but the ploy L-lactic acid （PLLA/TCP） is not so good for its low degradation rates.     

包封硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架的实验研究

 目的 研制一种包封硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架, 为临床治疗骨缺 损、骨髓炎提供一定帮助。方法 离子凝胶法制作载硫酸依替米星的壳聚糖颗粒, 载药颗粒结合纳米级 羟基磷灰石于模具中成形, 采用冻干成孔法制备多孔缓释载药纳米骨支架。使用扫描电子显微镜观察 支架表面及其研碎颗粒、X线多晶衍射检测判断其组成、总孔隙率测定以了解其相关表征;进行抑菌实 验及长期和累计释药实验了解骨支架抗菌性及缓释性;最后通过骨髓间质干细胞与支架共培养, 检测 支架的组织相容性。结果 载药纳米骨支架为多孔圆柱形颗粒, 电镜下其具有纳米级球棒状微观结构, 材料表面及内部孔隙分布良好, 总孔隙率为 70.68%, X线多晶衍射为典型羟基磷灰石波形;抗菌性实验 中其抑菌效果可维持 1周以上, 7d后仍有药物释出;对骨髓间质干细胞无明显抑制作用。结论 包封 硫酸依替米星壳聚糖/羟基磷灰石纳米缓释骨支架具有与松质骨类似的孔隙结构及组成成分, 良好的缓 释抗菌效果, 可降解, 组织相容性好, 是较有前景的人工骨替代材料。     

Study of biological safety of scaffold material with heterologous deproteinized bone

Objective: To evaluate the biological safety of manufactured heterologous deproteinized bone and to provide an experimental basis for clinical applications. Methods: Deproteinized bone (10 mm) and leaching liquor were made from pig ribs with a series of physical and chemical methods, then were evaluated through acute and subacute toxicity test, hemolysis test, pyrogen test, intracutaneous test, intramuscular implantation test and cytotoxity test. Results: No obvious toxicity, hemolysis, pyrogenic characteristics, skin irritation, inflammatory reaction after intramuscular implantation and cytotoxity were observed. Conclusions: The heterologous deproteinized bone has good biological safety and meets all the demands of scaffold material for tissue engineering.     

仿生组装纳米羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及其生物相容性研究

目的 探讨以一种简单、廉价的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)复合材料,并评价其理化特征和生物相容性. 方法采用原位沉析和冷冻干燥法制备n-HA/CS支架,通过扫描电镜、组织切片染色、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用万能材料试验机分析材料的力学性能.采用材料浸提液和表面接种考察n-HA/CS复合材料对第3代人骨髓基质干细胞(hBMSCs)黏附、增殖的影响,评估其细胞相容性.将n-HA/CS复合材料植入新西兰大白兔背部肌袋,经组织学染色后评价其组织相容性. 结果 n-HA/CS复合材料具有多孔结构,孔隙率为(88.65±2.34)%,孔径为(112.63±20.47) μm,HA晶体颗粒长度为200～700 nm,且分散均匀;X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体.材料的断裂强度为(1.47±0.15)MPa,弹性模量为(37.52±3.43)kPa,可满足非负重部位骨修复要求.n-HA/CS材料浸提液未明显抑制hBMSCs的增殖,直接接种在n-HA/CS复合材料表面的细胞黏附、增殖功能正常;组织相容性实验也表明,植入4周后组织炎性反应明显减轻,12周后材料基本降解并由新生组织爬行替代. 结论采用原位沉析和冷冻干燥法制备的n-HA/CS复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望应用于组织工程骨的构建.     

The merit of sintered PDLLA/TCP composites in management of bone fracture internal fixation

Polyesters based on lactic acid have been reported in terms of safety and biodegradation in human beings for 2 decades. The greatest advantage of such material is its degradation conducted only by hydrolysis, whereby the ester backbones are supposed to be unchained in the aqueous condition. The final degradable products are carbon dioxide and water which can be metabolized and digested in the physiological environment. The goal of this study was aimed at developing a composite sintered with poly-DL-lactide (PDLLA) and tricalcium phosphate (TCP) ceramic particles for orthopedic application. The TCP particles in a range of 30-60 wt% with 5 wt% increments were doped into the PDLLA matrix which was prepared by melting and hot pressing techniques for the reinforcement. The basic mechanical strength, biodegradable behavior, and biological response of the composites were investigated in the study. Various techniques such as pH meter, UV, Fourier-transform infrared, and x-ray diffractometer were used to examine and record the degradable process of the composites soaked in saline for 1-16 weeks. The rabbit femur condyle fracture fixation test was used to evaluate tissue compatibility and the effects of bone fracture fixation on the composites. Histological observation and x-ray photography were used for investigating assistance. The mechanical strength of the composites initially increased with TCP additions up to 50wt%, but thereafter they showed no significant difference (p < 0.05). The composite with 50 wt% TCP addition showed greater mechanical strength and had good agreement with cortical bone in terms of its elastic modulus of 30-40 GPa. The weight loss of the pure PDLLA soaked in the saline started at 4 weeks and reached 95% after 16 weeks. The composites compared with pure PDLLA, however, showed no apparent evidence of degradation after soaked for 12 weeks. The possible mechanisms for the delayed degradation of the composites in saline might have been solution penetration retardation by the ceramic particles and chemical bonds formed between the interface of the TCP particles and the PDLLA matrix. In the histological evaluation of the rabbit femur condyle fracture fixation test, the surface of the composite with 50 wt% TCP addition was attached by the newly generated bone without fibrous tissue around 8 weeks after implantation. The fractured bone was gradually healed and the composite firmly and properly fixed on the fracture area during the implanted period, which provided a breeding environment for normal bone remodeling. The developed composite was thought to be an alternative material for orthopedic application in the future, especially for bone screws and bone plates.