丝素蛋白对纳米羟基磷灰石晶体生长的调控作用

背景:前期研究表明丝素蛋白含量对丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合材料性能与结构有一定影响。目的:观察丝素蛋白含量对纳米羟基磷灰石晶体生长的调控作用。方法:采用物理化学方法制备出含0,10%,20%,30%,40%丝素蛋白的丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合物,通过热重分析仪、傅里叶红外光谱仪、透射电镜、X射线粉末衍射仪分析丝素蛋白含量对纳米羟基磷灰石晶体生长的调控作用。结果与结论:丝素蛋白的加入对纳米羟基磷灰石晶体的成核和生长具有明显调控作用:在纳米羟基磷灰石晶粒沿c轴高度择优生长,长径比增大,形貌由短棒状调控为针状。丝素蛋白含量对纳米羟基磷灰石晶体的成核和生长影响微弱,但对晶粒在丝素蛋白基质的有序排布有明显的调控作用:当丝素含量为10%和20%时,纳米羟基磷灰石晶粒呈放射状有序排布;丝素含量为30%和40%时,纳米羟基磷灰石晶粒无序团聚,说明30%含量是丝素蛋白与纳米羟基磷灰石的饱和吸附临界点。     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白人工骨修复骨缺损

背景:为获得更加理想的人工骨材料,前期实验制备了纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料。目的:观察纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料修复骨缺损的效果。方法:将30只健康成年家兔随机均分为两组,制备单侧股骨中远段骨缺损模型,实验组于骨缺损处植入纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料,对照组于骨缺损处植入单纯羟基磷灰石,植入后4,8,12周取实验侧股骨,进行大体、X射线摄片、生物力学检测及组织学检查。结果与结论:随着时间的增长,两组生物力学强度逐渐增大,实验组术后不同时间点的生物力学强度均大于对照组(P<0.05)。术后12周时,实验组植骨区表面连续且光滑,色泽正常,与周围骨质无明显区别,人工骨材料完全降解吸收、被新生骨质替代,骨缺损区已完全愈合;对照组植骨区表面不光滑,表面骨皮质连续,与周围骨质界限不清,人工骨材料降解不完全,骨缺损处由骨痂连接,材料与骨质结合较紧密,骨缺损部分修复。结果表明纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合人工骨材料可促进骨缺损修复,具有较强的成骨能力。     

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性

背景:通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足,利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的:制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料,并研究其细胞相容性。方法:将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合,制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料,测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养,MTT法检测复合培养2,4,6,8,12 d后的细胞活性。结果与结论:羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求:孔径98-260μm,孔隙率为(96.72±2.78)%,吸水膨胀率为(549.37±35.29)%,生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好,表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。     

纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料的体内组织相容性

背景：纳米羟基磷灰石与聚氨酯复合材料在体外实验中具有良好的相容性。目的：验证纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料在大鼠体内的组织相容性。方法：将18只SD大鼠随机分为复合材料组、聚氨酯组和对照组,复合材料组和聚氨酯组分别将纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料、聚氨酯植入大鼠背部肌肉内,对照组仅作切开缝合,未植入任何材料。结果与结论：①大体观察：术后12周,各组切口与周围皮肤几乎无界限,聚氨酯组及复合材料组囊壁与材料融合较好,对照组皮肤己恢复正常。②组织学观察：术后4,8,12周,聚氨酯组及复合材料组切口周围组织中淋巴细胞数、中性粒细胞数及毛细血管量均高于对照组（P〈0．05）,复合材料组切口周围组织中淋巴细胞数、中性粒细胞数及毛细血管量均少于聚氨酯组（P〈0．05）。证实纳米羟基磷灰石膜聚氨酯复合材料具有较好的组织相容性。     

丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料吸水率的测定及其在SD大鼠体内的降解

背景：羟基磷灰石降解缓慢、脆性大，而丝素蛋白机械强度差，将两者复合，可能克服单个材料的缺点。目的：测试不同规格丝素蛋白／羟基磷灰石（silk fibroin／hydroxyapatite，SF／HA）复合材料的吸水率和体内降解速率，为进一步的成骨实验提供依据。设计、时间及地点：随机对照的体内及体外实验，于2006-09／2007-06在苏州大学附属第一医院骨科研究所实验室完成。材料：4种规格SF／HA—1、SF／HA-2、SF／HA-3、SF／HA-4及普通羟基磷灰石，各材料的差别主要是丝素蛋白与羟基磷灰石组成比、致孔剂量及添加剂量不同。方法：测定4种SF／HA复合材料和羟基磷灰石在0．5，2，6，12及24h不同时间点的吸水率。将4种SF／HA复合材料植入SD大鼠背部皮下，进行体内降解观察，以羟基磷灰石为对照组。主要观察指标：各材料的吸水率；大体及组织学检查观察材料植入SD大鼠背部后不同时间点的降解情况。结果：各材料吸水率趋势为SF／HA-3和SF/HA-4〉SF/HA-2及SF／HA-1〉羟基磷灰石；同一材料吸水率随时间延长变化不明显。羟基磷灰石、SF／HA-1及SF／HA-2降解十分缓慢或基本不能降解：SF／HA-3于20-24周降解完毕；SF／HA-4于12～16周降解完毕；各种材料周围组织未见明显变性坏死等。结论：丝素蛋白能改善羟基磷灰石的理化性能，并可调控SF／HA的降解速率，SF／HA复合材料具有良好的组织相容性，有望成为一种新的骨修复替代材料。     

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。     

纳米羟基磷灰石在肿瘤领域的应用现状

羟基磷灰石是一种优质的医用生物材料，而纳米羟基磷灰石更具有独特的性能。羟基磷灰石纳米粒子对多种癌细胞的生长均有抑制作用，而对正常细胞无影响，在肿瘤治疗中可能具有较好的选择性。其机制可能与影响膜信号传递、影响核酸合成、阻滞细胞周期、引起细胞凋亡等有关。文章简要介绍了纳米羟基磷灰石的独特结构和性能，综合分析纳米羟基磷灰石在肿瘤领域的研究进展，探讨纳米羟基磷灰石作为新的抗肿瘤药物在临床中应用的可能性。     

羟基磷灰石/丝素蛋白复合多孔材料的制备及其表征

以蚕丝丝素蛋白作为羟基磷灰石沉积的模板,制备羟基磷灰石/丝素蛋白复合凝胶,以此为基体,分别以蚕丝短纤维和NaCl颗粒作为增强材料和致孔剂,采用等静压成型法,制备羟基磷灰石/丝素蛋白多孔复合材料.对复合材料结构和力学性能的研究结果表明,材料中含有少量蚕丝短纤维对材料抗弯强度和断裂能力的提高有显著效果,以NaCI颗粒为致孔剂可使材料的平均孔径及孔隙率分别在64～183 μm及55%～75%范围内调节.     

改性纳米羟基磷灰石表面性质及对成骨细胞贴壁生长的影响

背景:生物材料表面性质的改变能够影响其与细胞的相互作用,并进一步影响细胞黏附能力、基因表达等行为.目的:评价改性纳米羟基磷灰石的表面性质及其对成骨细胞在材料表面黏附能力的影响.方法:参考作者既往实验制备纳米羟基磷灰石和改性纳米羟基磷灰石,利用zeta 电位仪测定改性纳米羟基磷灰石的zeta电位,通过测定水在改性羟基磷灰石表面的接触角,结合成骨细胞黏附试验,分析表面改性对材料的细胞黏附能力和生物相容性的影响.结果与结论:改性纳米羟基磷灰石表面呈疏水性,接触角为93°,成骨细胞黏附实验表明,改性纳米羟基磷灰石表面比纳米羟基磷灰石表面黏附更多的成骨细胞,表明表面改性增强了纳米羟基磷灰石的生物相容性.     

改性纳米羟基磷灰石表面性质及对成骨细胞贴壁生长的影响

背景：生物材料表面性质的改变能够影响其与细胞的相互作用,并进一步影响细胞黏附能力、基因表达等行为。目的：评价改性纳米羟基磷灰石的表面性质及其对成骨细胞在材料表面黏附能力的影响。方法：参考作者既往实验制备纳米羟基磷灰石和改性纳米羟基磷灰石,利用zeta电位仪测定改性纳米羟基磷灰石的zeta电位,通过测定水在改性羟基磷灰石表面的接触角,结合成骨细胞黏附试验,分析表面改性对材料的细胞黏附能力和生物相容性的影响。结果与结论：改性纳米羟基磷灰石表面呈疏水性,接触角为93°,成骨细胞黏附实验表明,改性纳米羟基磷灰石表面比纳米羟基磷灰石表面黏附更多的成骨细胞,表明表面改性增强了纳米羟基磷灰石的生物相容性。     

Organotypic culture to assess cell adhesion,growth and alignment of different organs on silk fibroin

Glass sheets covered with aligned electrospun silk fibroin (Bombyx mori) were compared to tissue culture‐treated Thermanox® coverslips, using an organotypic culture method. Different chick embryo organ behaviours were analysed in terms of circularity, cell growth and cell adhesion after being cultivated in contact with these two materials. The circularity (cell layer shape corresponding to the trend of the biomaterials to induce a specific directionality) depends on the organ used when in contact with silk fibroin. This biomaterial induced higher cell adhesion (kidney) or lower cell adhesion (spine) compared to Thermanox. Cell growth, represented by the cell layer area (mm²), was also drastically reduced (gonad) or increased (blood vessel) on the silk fibroin. Organotypic culture is a rapid, cost effective and relatively simple method to evaluate different parameters, allowing prescreening of morphology and cytocompatibility to select the appropriate applications for new biomaterials. In the present study we compared the morphology of different organotypic cultures on orientated silk and Thermanox as growth supports to rapidly evaluate the benefit of a silk‐based biomaterial for tissue engineering. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

多孔素蛋白支架修复兔下颌骨临界性骨缺损

背景：丝素蛋白具有良好的生物相容性和可降解性。目的：观察多孔丝素蛋白支架原位修复兔下颌骨临界性骨缺损效果。方法：建立免双侧下颌骨临界性骨缺损模型,随机选取一侧缺损植入多孔丝素蛋白支架作为实验组,另一侧缺损不作处理作为对照组。结果与结论：①大体标本：术后12周,实验组骨缺损腔表面完全被新生骨覆盖,材料无脱出;对照组骨缺损腔内充满肉芽组织,骨不连。②×射线骨密度测定：术后2,6,12周,两组骨密度均随着时间延长逐渐增高,组内不同时间点间差异有显著性意义（P〈0．05）,且同期实验组高于对照组（P〈0．05）。③组织病理切片苏木精伊红染色：术后12周,实验组岛状新生骨及骨小梁明显增多,而且粗大而致密,材料内部明显疏松,部分区域塌陷;对照组宿主骨边缘可见散在分布的新生骨组织,但并无粗大骨小梁形成。④骨形态发生蛋白2免疫组织化学染色：术后2,6,12周,两组骨形态发生蛋白2阳性细胞数均随着时间延长逐渐增多,组内不同时间点间差异有显著性意义（P〈0.05）,且同期实验组多于对照组（P〈0．05）。表明多孔丝素蛋白支架用于原位组织工程修复骨缺损具有一定可行性。     

载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒抑制人肝癌细胞HepG2的作用

背景：临床上应用的紫杉醇注射剂毒性大,过敏反应发生率高。目的：研制载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒,观察其对人肝癌细胞HepG2的抑制及诱导细胞凋亡的作用。方法：采用MTT法检测0,3.125,6.25,12.5,25,50,100mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后人肝癌细胞HepG2的生长;观察25mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后人肝癌细胞HepG2的形态变化,并观察0,12.5,25,50mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子作用后细胞的凋亡情况。结果与结论：在3.125-100mg/L质量浓度范围内,载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子与紫杉醇均能明显抑制HepG2细胞的生长,且载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子显示出明显的缓释作用,随着作用时间的增加其抑制率显著增加,72h时抑制效果最好,但紫杉醇此现象不明显。载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子或紫杉醇作用后,细胞出现典型的凋亡形态,且随着载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子作用时间的增加这一现象更加典型;12.5,25,50mg/L载紫杉醇聚乳酸聚乙醇酸共聚物纳米粒子可明显诱导细胞凋亡,且有明显的量效和时效关系,质量浓度越高、时间越长效果越明显。     

镁合金AZ31B材料表性与成骨细胞的黏附

背景：镁合金对成骨细胞的生物学行为及早期黏附是否有影响尚不明确.目的：分析镁合金 AZ31B 的表性,并评价其对成骨细胞黏附的影响.方法：采用扫描电镜及能谱分析明确镁合金 AZ31B 的表面形态及元素组成.以蛋白吸附实验检测镁合金 AZ31B 与钛合金对蛋白的吸附能力.将镁合金 AZ31B 与钛合金分别与小鼠前成骨细胞 MC3T3-El共培养于24孔板内,观察培养2,6,24 h 的细胞黏附情况.结果与结论：扫描电镜可见镁合金 AZ31B 表面较为粗糙,有利于细胞在其表面的黏附.能谱分析结果表明镁合金 AZ31B 的主要元素有镁、铝、锌,其中镁约占96%,铝约占3%,锌约占1%,另有一些其他元素,含量较少.镁合金 AZ31B 与钛合金的蛋白吸附率差异无显著性意义.培养2 h 时,镁合金 AZ31B 与钛合金上的细胞黏附率差异无显著性意义;培养6,24 h,镁合金 AZ31B 上的细胞黏附率显著低于钛合金上的细胞黏附率（P 〈0.01）.培养于镁合金表面的成骨细胞贴壁展开,形态不规则,大多呈梭形,有较多突起,部分细胞间突起相互连接.表明镁合金 AZ31B 具有良好的细胞黏附性,适合于成骨细胞的早期黏附.     

基因转染脐带间充质干细胞与丝素蛋白构建组织工程脂肪

背景：目前国内外构建组织工程脂肪的方法并不完善,虽然构建出了脂肪,但效果不理想。目的：探讨一种新的构建组织工程脂肪的方法,观察携带重组人胰岛素基因慢病毒载体转染的人脐带间充质干细胞与丝素蛋白复合后在Wistar大鼠体内构建组织工程脂肪的能力。方法：分离培养人脐带间充质干细胞,将携带重组人胰岛素基因慢病毒载体以最适MOI=10转染人脐带间充质干细胞,将转染组与未转染组（对照组）的人脐带间充质干细胞分别接种于丝素蛋白支架,移植于Wistar大鼠背部皮下。移植后12周取材,行荧光原位杂交技术鉴定、组织形态学和扫描电镜观察。结果与结论：①油红O染色显示,两组移植物均呈阳性,证明移植物己在体内合成为脂肪组织,转染组脂肪样细胞数量明显高于对照组（P〈0．01）。②苏木精一伊红染色显示,两组移植物组织结构与正常脂肪组织相似,可见明显新生血管。转染组支架材料降解明显,炎性细胞浸润明显少于对照组,新生血管数量也多于对照组。③扫描电镜观察提示,转染组移植物内脂肪样细胞聚集成团,其结构与正常脂肪组织相似;对照组脂肪样细胞散在分布于支架孔隙内。④提示胰岛素基因能明显促进人脐带间充质干细胞成脂肪化,携带重组人胰岛素基因慢病毒载体转染的人脐带间充质干细胞与丝素蛋白支架复合后,在Wistar大鼠体内能构建出组织工程化脂肪组织,其结构类似正常脂肪组织。     

A Bruch's membrane substitute fabricated from silk fibroin supports the function of retinal pigment epithelial cells in vitro

Silk fibroin provides a promising biomaterial for ocular tissue reconstruction, including the damaged outer blood–retinal barrier of patients afflicted with age‐related macular degeneration (AMD). The aim of the present study was to evaluate the function of retinal pigment epithelial (RPE) cells in vitro, when grown on fibroin membranes manufactured to a thickness similar to that of Bruch's membrane (3 µm). Confluent cultures of RPE cells (ARPE‐19) were established on fibroin membranes and maintained under conditions designed to promote maturation over 4 months. Control cultures were grown on polyester cell culture well inserts (Transwell^®). Cultures established on either material developed a cobblestone morphology, with partial pigmentation, within 12 weeks. Immunocytochemistry at 16 weeks revealed a similar distribution pattern between cultures for F‐actin, ZO‐1, ezrin, cytokeratin pair 8/18, RPE‐65 and Na⁺/K⁺‐ATPase. Electron microscopy revealed that cultures grown on fibroin displayed a rounder apical surface with a more dense distribution of microvilli. Both cultures avidly ingested fluorescent microspheres coated with vitronectin and bovine serum albumin (BSA), but not controls coated with BSA alone. VEGF and PEDF were detected in the conditioned media collected from above and below the two membrane types. Levels of PEDF were significantly higher than for VEGF on both membranes and a trend was observed towards larger amounts of PEDF in apical compartments. These findings demonstrated that RPE cell functions on fibroin membranes are equivalent to those observed for standard test materials (polyester membranes). As such, these studies support advancement to studies of RPE cell implantation on fibroin membranes in a preclinical model. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

椎间盘骨水泥颗粒对人髓核细胞增殖的影响并非无足轻重

背景：椎体成形和椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体骨折过程中,常发生椎间盘骨水泥渗漏,但有关骨水泥进入椎间盘后对椎间盘细胞的影响尚不明确.目的：观察骨水泥颗粒对人髓核细胞增殖能力的影响.方法：采用体积分数0.001%,0.01%,0.1%,0.5%,1.0%的磷酸钙骨水泥颗粒或聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥颗粒处理人正常髓核细胞,以常规培养的人正常髓核细胞为对照,以 CCK-8法检测各组细胞增殖活性.结果与结论：不同体积分数的磷酸钙骨水泥颗粒对人正常髓核细胞增殖无影响.体积分数0.001%,0.01%的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥颗粒对人正常髓核细胞增殖无显著影响;体积分数0.1%,0.5%,1.0%的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥颗粒明显抑制人正常髓核细胞的增殖,与对照组比较差异有显著性意义（P 〈0.05）,且该效应具有时间依赖性和剂量依赖性：在处理3,6 d 时,对人正常髓核细胞增殖的抑制效应随颗粒体积分数的增加而逐渐增强;当颗粒体积分数为0.1%,0.5%和1.0%时,对人正常髓核细胞增殖抑制的效果随着时间的延长逐渐加强.     

类金刚石／酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金表面成骨细胞的增殖

背景：钛合金表面沉积类金刚石薄膜可提高其摩擦和抗腐蚀性能,但缺乏生物活性,在其表面接枝生物蛋白分子是一种新的生物化学改性途径。目的：观察成骨细胞在类金刚石／酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金表面的增殖与黏附。方法：采用非平衡磁控溅射和多步组装方法在钛合金表面制备类金刚石,酪蛋白磷酸肽复合薄膜。将对数生长期的成骨细胞悬液接种于类金刚石／酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰的钛合金与纯钛合金试件上。结果与结论：类金刚石／酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金组细胞增殖率和黏附数量高于纯钛合金组（P〈0．05）。扫描电镜显示,类金刚石,酪蛋白磷酸肽复合薄膜修饰钛合金组成骨细胞胞体显著增大,表面粗糙,边界模糊不清,细胞呈充分的铺展状态;纯钛合金组成骨细胞胞体光滑,边界线条锐利清晰,伸展不良。表明类金刚石,酪蛋白磷酸肽复合薄膜可促进钛合金表面成骨细胞的增殖与黏附。