丝素蛋白膜仿生沉积磷灰石的实验研究

目的:评价丝素蛋白的仿生矿化特性,为研制新型丝素蛋白/HAP复合生物材料提供实验依据。方法:采用氯化钙和磷酸氢二钠缓冲溶液交替矿化的方法,在丝素膜上仿生沉积羟基磷灰石。钙磷沉积物以SEM、EDX、XRD、FTIR进行检测。结果:随着矿化周期的增加,丝素膜上沉积的磷灰石数量逐渐增多、体积逐步增大、结晶度越来越高。矿化形成了针状类骨磷灰石晶体。晶体长约0.35μm,直径约30 nm。结论:交替矿化法是仿生构建丝素蛋白复合生物材料的有效方法。     

聚乳酸-纳米羟基磷灰石-丝素蛋白引导骨再生膜的制备及表面特征

目的制备一种新型的聚乳酸-纳米羟基磷灰石-丝素蛋白(polylactic acid/nano-hydroxyapatite/silk fi-broin,PLLA/n-HA/SF)纳米纤维引导骨组织再生膜,初步探讨其作为引导骨再生屏障膜的可行性。方法采用热致相分离法制备PLLA/n-HA/SF纳米纤维复合膜,通过扫描电镜对其形貌进行研究,利用傅里叶红外光谱仪分析纳米羟基磷灰石和丝素蛋白的加入对所制备的复合膜结构的影响,并计算其孔隙率。结果扫描电镜显示该复合膜具有纳米纤维状三维网络结构。纤维直径约为160～320nm,孔径大小为1～4μm,丝素蛋白和纳米羟基磷灰石在复合膜中分散均匀。红外光谱结果表明PLLA/n-HA/SF复合膜具备聚乳酸、纳米羟基磷灰石及丝素蛋白的特征峰表现,3种组分之间结合良好。该膜的孔隙率为92.600%。结论热效相分离法制备的PLLA/n-HA/SF复合膜具有良好的微观结构和较高的孔隙率。     

模拟体液仿生矿化法制备的羟磷灰石-壳聚糖支架的性能研究

目的 应用模拟体液（SBF）仿生矿化法制备羟磷灰石（HA）-壳聚糖支架,探讨矿化时间对HA-壳聚糖支架结构及细胞相容性的影响。方法 应用冷冻干燥法制备壳聚糖支架,将该支架应用交替浸泡法进行预钙化,然后浸入SBF中进行矿化,控制矿化时间分别为7、14、21 d,即为3组实验组,以单纯壳聚糖支架为对照组,检测4组支架的理化性质。再将经过成骨诱导后的脂肪基质干细胞（ADSCs）接种到HA-壳聚糖支架上,检测不同矿化时间支架的细胞相容性。结果 矿化14 d,HA-壳聚糖支架的矿化物分布均匀,晶体组成符合HA特征,压缩弹性模量随着矿化时间的延长而增强,在矿化21 d时其压缩弹性模量与对照组的差异具有统计学意义（P<0.05）。矿化14 d,ADSCs的增殖量最多,与其他实验组的差异均有统计学意义（P<0.05）;其钙离子和Ⅰ型胶原的分泌量也最多。结论 SBF仿生矿化法可用于制备HA-壳聚糖骨组织工程支架,该支架在SBF中矿化14 d左右时其生物相容性及理化性质可达到最佳状态。     

下颌骨髁突仿生复合支架的制备与表征

目的 构建下颌骨髁突一体化壳聚糖（CS）-聚己酸内酯（PCL）-羟磷灰石（HA）（HA/PCL-CS）仿生复合支架,并探讨其在髁突组织工程中应用的可行性。方法 应用快速成形技术形成下颌骨髁突模具,利用溶液浇铸-冰沥方法制备下颌骨髁突一体化仿生复合支架模型,PCL︰CS按4︰1的比例混合,分别加入质量比为40%、50%、 60%、70%的HA,分为 a、b、c、d组,观察支架的微观形貌、孔隙率、红外光谱、 X线衍射、力学性能等特性。结果 支架与下颌骨髁突形状相吻合,外观黄白色,坚硬,分上层及下层两部分。扫描电子显微镜显示该复合支架具有三维网络空间结构,孔隙率70%~85%,孔径大小10~200 μm。红外光谱显示随着HA的含量减少,其波峰强度降低。X线衍射结果显示随着HA含量的增加,其衍射峰强度相对降低。HA含量为50%时支架具有适宜的抗拉伸强度及抗压、抗弯强度。结论 溶液浇铸-冰沥方法制得的支架具有良好的综合材料性能,有望成为一种髁突自体组织工程用支架材料。     

丝素蛋白-软骨脱细胞外基质复合取向支架的制备及评价

目的 制备丝素蛋白（SF）-软骨脱细胞外基质（CECM）仿生支架材料,检测其理化性能特性。方法 采用改良温度梯度热诱导相分离（TIPS）技术结合冷冻干燥法制备出CECM取向支架,然后将CECM浆料与制备好的SF溶液按照质量比1∶1混合后配制成质量分数6%的浆料,通过TIPS技术制备出SF-CECM复合取向支架。对SF-CECM复合取向支架进行扫描电子显微镜（SEM）观察和组织学染色,同时测定支架孔隙率、吸水性以及力学性能。结果 SEM观察可见,支架横断面呈多孔网状结构,纵剖面呈垂直的管状结构。组织学染色显示复合支架脱细胞彻底,有蛋白多糖、胶原成分,与天然软骨成分相似。支架孔隙率、吸水率和纵向压缩弹性模量分别为95.733%±1.010%、94.309%±1.302%和（65.40±4.09）kPa。结论 SF-CECM复合取向支架具有良好的理化特性和生物力学性能,有望成为较理想的组织工程软骨支架。     

牙本质基质蛋白-1仿生多肽的设计与评价

[摘要] 目的 设计一种牙本质基质蛋白-1（DMP-1）的仿生多肽,仿生DMP-1与胶原纤维结合,并启动矿化功能。方法 依据DMP-1与胶原纤维结合的功能序列以及釉原蛋白介导羟磷灰石成核的功能序列,采用固相合成法合成DMP-1仿生多肽,其氨基酸序列为DSESSEEDRTKREEVD。利用免疫荧光法评价该多肽与胶原蛋白的结合能力;将其依次浸入氯化钙溶液和磷酸氢二钠溶液中,采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）以及选区电子衍射环（SAD）分析其诱导羟磷灰石晶体成核生长的矿化能力。结果 免疫荧光结果表明：本研究设计的DMP-1仿生多肽可以与牙本质胶原纤维结合;SEM、TEM观察结果显示：该多肽可以从溶液中摄取钙磷离子,诱导羟磷灰石晶体成核矿化。结论 多肽DSESSEEDRTKREEVD可以模拟DMP-1与胶原蛋白结合及启动矿化的能力,可以作为研究牙本质仿生矿化的一种分子工具。     

丝素蛋白/左旋聚乳酸支架材料与软骨细胞体外细胞相容性研究

目的:观察静电纺丝支架材料丝素蛋白/左旋聚乳酸(SF/PLLA)的体外细胞相容性,探索其作为软骨组织工程支架材料的可行性,为进一步的体内及动物实验奠定基础。方法:将兔膝关节软骨细胞与丝素蛋白/左旋聚乳酸(SF/PLLA)支架材料复合培养,在第3、7、14天分别作HE染色和阿利新蓝+核固红染色,扫描电镜检验细胞黏着情况,MTT试验检测细胞在支架上的增殖情况。结果:细胞在支架上可以获得良好的粘附,细胞增殖良好,无细胞表型的变化。结论:丝素蛋白/左旋聚乳酸(SF/PLLA)具有良好的细胞相容性,可作为软骨组织工程支架材料。     

丝素蛋白支架在颅颌面组织中的应用

再生支架作为组织再生工程中的核心要素,其生物学性能和理化性能影响着组织修复和再生的效果。丝素蛋白是源于桑蚕丝的一种天然高分子材料,具有良好的生物相容性、非免疫原性、促成骨性等。其中,丝素蛋白可调节的机械强度和降解性,负载细胞、生物活性因子及药物的载体性能,可满足丝素蛋白支架在颅颌面不同组织部位的性能需求。本文依据丝素蛋白性能特点,结合国内外研究现状,将对丝素蛋白支架在颅颌面不同部位组织修复中的应用进行概述,并对丝素蛋白支架所面临的挑战进行简要讨论。     

细胞膜片复合3D打印马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架对羊下颌骨缺损的修复效果

目的 探讨细胞膜片复合马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架修复下颌骨极限性骨缺损的效果.方法 通过3D打印制备马鹿角粉/丝素蛋白/聚乙烯醇支架及纳米级羟基磷灰石/丝素蛋白/聚乙烯醇支架,采用全骨髓培养法制备阿勒泰大尾羊髂骨骨髓血细胞膜片;按观察时间1、2、3个月分别建立阿勒泰大尾羊双侧下颌骨极限性缺损模型4只,实验组为细胞...     

负载仿生矿化前驱体的大孔径介孔硅介导的胶原纤维内仿生矿化的研究

目的:应用大孔径介孔硅负载并转运仿生矿化前驱体,对I型胶原进行纤维内仿生矿化,探索从液体介导的仿生矿化理念向以纳米颗粒介导的仿生矿化的转化.方法:制备氨基功能化的大孔径介孔硅(amine function-alized large pore mesoporous silica nanoparticles,AF-LPMS...     

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目的探讨丝素胶原支架用作牙周组织工程支架材料的可行性。方法本研究于2008年9月在辽宁医学院实验中心进行。通过冻干法制备丝素胶原支架,用扫描电镜(SEM)观察、噻唑蓝(MTT)法及碱性磷酸酶(ALP)活性检测,了解人牙周膜成纤维细胞(PDLF)附着于丝素胶原支架的生长情况,评价其生物相容性。结果制备的复合膜孔隙率为80.7%;PDLF在材料浸提液中的生长、增殖状况与对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05);ALP活性与对照组相比差异亦无统计学意义(P>0.05)。SEM观察可见复合材料具有良好的多孔网状结构,细胞在各复合膜上生长旺盛,伸展充分,形成良好。结论通过冻干法自制的丝素胶原复合物的孔隙率符合牙周组织工程的要求。其良好的三维空间结构和细胞相容性促进了PDLF的生长、黏附及增殖,且无细胞毒性,有望成为牙周组织工程的支架材料。     

电纺聚己内酯引导骨再生膜的仿生矿化研究

目的 探讨组织工程化电纺聚己内酯支架材料的生物矿化特性及其用作引导骨组织再生膜的可能性。方法利用静电纺丝法制备聚己内酯（PCL）超细纤维膜支架,采用体外过饱和矿化液（SCS）浸泡法,在电纺膜上仿生沉积磷灰石。该复合材料采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等方法进行结构表征;采用接触角实验评价其亲水性;将成骨细胞与复合材料共培养,用SEM观察并评价其细胞相容性。结果 PCL电纺薄膜由超细纤维交织形成三维多孔结构,随着矿化时间增加,PCL电纺纤维上沉积的结晶物数量增多,形态增大并覆盖整个薄膜表面,形成磷酸氢钙及类骨磷灰石晶体。成骨细胞在复合材料表面黏附、铺展,呈正常生长形貌。结论 PCL电纺膜经过SCS处理是一种简便有效的制备复合材料的仿生矿化方法,该材料具有良好的细胞相容性,在仿细胞外基质组织工程化材料及引导骨组织再生膜研制方面具有一定的应用前景。     

3D打印聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架与丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架的性能比较

目的　采用3D打印技术制备3D打印聚乙烯醇 /纳米羟基磷灰石支架与丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架,并对其进行表征。方法　采用3D打印技术制作聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架以及丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合支架。进行孔隙率、扫描电镜、压缩力学性能及细胞毒性检测。 结果　①扫描电镜观察：丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架结构规则,网状结构清晰,交通支连续,层层之间搭接良好,支架空隙均一。相同倍数下,聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架网状结构连续性较差。②压缩力学性能：相同应力情况下（10 MPa）,3D打印丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架的应变大于3D打印聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架。③孔隙率：3D打印丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架的孔隙率大于3D打印聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架。④细胞毒性检测：不同时间点两组支架的细胞增殖率无明显差别。结论　结果表明：3D打印聚乙烯醇 /纳米羟基磷灰石支架与丝素蛋白/聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石支架具有良好的理化性能和细胞相容性。     

Nano-hydroxyapatite mineralized silk fibroin porous scaffold for tooth extraction site preservation

ObjectiveTo fabricate a novel nano-hydroxyapatite mineralized silk fibroin (MSF) scaffold in order to diminish the resorption of alveolar ridge and accelerate new bone formation within tooth sockets. Also, to investigate the biocompatibility and osteogenic ability of the MSF in vitro, and the effect of site preservation of the MSF graft in post-extractive sockets in vivo.MethodsSEM, EDX, FTIR and XRD were used to analyze the mineral crystals deposited on the silk fibroin (SF) surface. Pre-osteoblasts (MC3T3-E1) were seeded on SF and MSF scaffolds. Cell viability, distribution and differentiation were examined using a live-dead assay, histological analysis and Alizarin Red S staining. Furthermore, prepared grafts (SF or MSF scaffold) were implanted into the maxillary right first molar sockets of Sprague Dawley rats for 6 weeks and newly formed bone tissue was analyzed by micro-CT and histological examination.ResultsThe SEM, EDX, FTIR and XRD analysis demonstrated that granulate nano-hydroxyapatite (nHA) crystals were uniformly distributed on the SF scaffold. In addition, the MSF hydrophilicity measured by water contact angle and swelling ratio was superior to plain SF scaffold. The effect of nHA inorganic crystals on osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells indicated the MSF scaffolds improved osteogenesis. Furthermore, MSF grafts induced more bone formation and reduced the height of alveolar bone resorption after tooth extraction.SignificanceThe MSF scaffold partially simulated the structure and composition of natural bone matrix. It induced osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells in vitro, and also promoted new bone regeneration in tooth extraction sockets in vivo, indicating it is a biomaterial with great potential for tooth extraction site preservation.     

丝素蛋白多孔支架用于口腔软组织增厚的初步研究

目的 通过体内实验探究3种不同浓度的丝素蛋白多孔支架在口腔软组织增厚应用中的可行性。方法采用冷冻干燥及甲醇增强法制备3种不同浓度：质量分数为1%(SF1组)、3%(SF3组)、5%(SF5组)的丝素蛋白支架,通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（DSC）对支架进行表征分析,并测定各组支架的孔径、孔隙率及体外降解速率。将3组支架材料（实验侧）与胶原基质（对照侧）分别植入新西兰大白兔两侧口腔黏膜下,比较其术前、术后3个月黏膜厚度的变化,通过组织苏木精-伊红（HE）染色法、Masson染色法对比观察各组材料的体内代谢及再生效果。结果 SEM显示：3组支架材料都是相互交联的多孔结构;XRD及FTIR表明：3组支架均以较稳定的SilkⅡ型结构为主,在体外降解较慢;其中SF3组的孔径最大（133.40μm±22.85μm）,孔隙率适中（90.05%±6.68%）。体内实验结果表明：除了SF1组因空间维持不足导致增厚效果类似于对照侧以外,SF3及SF5组的空间维持稳定、增厚效果明显优于对照侧;但不同于SF5组诱发了明显的炎症,SF3组体内降解较...     

Assessment of silk fibroin for the repair of buccal mucosa in a rat model

This study evaluated the effectiveness of silk fibroin materials for wound repair confined to the buccal mucosa in a rat model by assessing several key clinical parameters and the associated local and systemic immune response. Ninety male SD rats were subjected to microscopic oral surgery to establish a full thickness wound on the buccal mucosa. Rats were randomly divided into three groups based on the treatments received: group A, covered with polyporous silk fibroin scaffold; group B, repaired with crosslinking silk fibroin film; and group C, control. Visual observation of the wounds suggests that wound shrinkage 5 days after the operation was significantly lower in both silk fibroin repaired groups (A and B) than that in the controls. The distribution of inflammatory neutrophils in group A was significantly lower than those in the control group throughout the entire study. The percentage of fibroblasts and capillary endothelia (CD34(+)), and the subgroups of peripheral lymphocytes (CD3(+), CD4(+), CD8(+)) were similar amongst the groups. The results revealed that placement of silk fibroin in an oral buccal defect can reduce the degree of wound shrinkage and enhance the growth of mucosal epithelial cells without any local or systemic immunological incompatibility.     

A comparative analysis of scaffold material modifications for load-bearing applications in bone tissue engineering

To facilitate optimal application of appropriate scaffold architectures for clinical trials, there is a need to compare different scaffold modifications under similar experimental conditions. In this study was assessed the effectiveness of poly-e-caprolactone (PCL) scaffolds fabricated by fused deposition modelling (FDM), with varying material modifications, for the purposes of bone tissue engineering. The incorporation of hydroxyapatite (HA) in PCL scaffolds, as well as precalcification through immersion in a simulated body fluid (SBF) to produce a biomimetic apatite coating on the scaffolds, was assessed. A series of in vitro studies spanning 3 weeks as well as in vivo studies utilizing a subcutaneous nude mouse model were carried out. PCL and HA-PCL scaffolds demonstrated increasing tissue growth extending throughout the implants, as well as superior mechanical strength and mineralization, as evidenced by X-ray imaging after 14 weeks in vivo. No significant difference was found between PCL and HA-PCL scaffolds. Precalcification with SBF did not result in increased osteoconductivity and cell proliferation as previously reported. Conversely, tensile forces exerted by tissue sheets bridging adjacent struts of the PCL scaffold caused flaking of the apatite coating that resulted in impaired cell attachment, growth and mineralization. The results suggest that scaffolds fabricated by FDM may have load-bearing applications.