羟基丁酸-羟基辛酸一体化骨软骨支架的体外血管化

背景：前期实验构建的羟基丁酸-羟基辛酸共聚体一体化骨软骨支架具备良好的生物相容性、生物可降解性,并且降解产物无毒性。 目的：将兔肾微血管内皮细胞与羟基丁酸-羟基辛酸一体化骨软骨支架复合培养,观察支架骨层血管化效果。方法：运用溶剂浇铸-颗粒沥滤法,制备具有骨层/骨与软骨界面层/软骨层3层结构的羟基丁酸-羟基辛酸一体化骨软骨支架。将传代培养至第3代的兔肾微血管内皮细胞,接种到一体化骨软骨支架骨层支架上,MTT法检测细胞在支架上的增殖活性,10 d后苏木精-伊红染色及电镜观察细胞在支架内的生长状况。 结果与结论：一体化骨软骨支架外观具备明显的3层结构,各层之间连接紧密,骨层疏松多孔,各层支架孔隙均匀且相通,一体化支架孔隙率为78%。兔肾微血管内皮细胞在支架上分裂增殖良好,复合培养10 d后,细胞在骨层支架内呈立体生长,中间界面层内未发现细胞,苏木精-伊红染色可见细胞黏附生长于骨层支架孔隙间,细胞依附支架的多孔结构生长,形成管腔样结构,但细胞并未长入中间界面层。     

羟基丁酸-羟基辛酸聚合物-胶原骨软骨支架的制备及应用

背景：关节软骨修复的关键是软骨和软骨下骨的整体修复,然而目前尚缺乏理想的一体化支架。目的：制备聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架,并分析其基本生物学特性。方法：以聚羟基丁酸-羟基辛酸、Ⅰ型胶原为材料,通过溶剂浇铸-颗粒沥滤法制备聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架,观察支架超微结构,支架孔径及孔与孔的连通情况;液体置换法测定支架孔隙率。将乳兔骨髓间充质干细胞接种于聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原一体化支架上,扫描电镜观察细胞在支架上的黏附状态,MTT法测定细胞在支架上的生长曲线。结果与结论：一体化支架呈疏松多孔结构,软骨层孔径80-100μm,骨层孔径200-220μm,孔隙率（80.0±2.3）%。骨髓间充质干细胞在支架上黏附状态良好,增殖迅速。说明聚羟基丁酸-羟基辛酸-胶原骨软骨一体化支架具备适宜的孔隙结构和良好的生物亲和性。     

羟基丁酸-羟基辛酸共聚物/脱细胞软骨基质复合支架的制备与体外降解

背景:羟基丁酸-羟基辛酸共聚物具有高生物相容性和降解性,但单一材料无法满足组织工程支架的要求。脱细胞软骨基质是制备复合支架的常用材料,具有良好的生物相容性和无抗原性等优点。目的:将羟基丁酸-羟基辛酸共聚物、脱细胞软骨基质以不同比例混合制备复合支架,观察其体外降解速率。方法:取新鲜猪关节软骨,用含有双抗的PBS液浸泡,放入含有苯甲基磺酰氟的tri-HCl缓冲液,加入DNase酶和RNase酶,用D-Hank’s液冲洗等步骤制备脱细胞软骨基质。采用溶剂浇注-颗粒沥滤的方法与羟基丁酸-羟基辛酸共聚物按不同浓度混合,制备出不同比例的复合支架。结果与结论:脱细胞软骨基质的比例不同,复合材料的完全降解时间也不同,8%含量的脱细胞软骨基质最符合软骨组织工程支架的要求。     

羟基丁酸-羟基辛酸聚合物／胶原软骨组织工程支架的细胞亲和性

背景：已有很多实验证明,单独高分子材料或生物性材料制备的组织工程支架无法满足组织工程研究。目的：评价羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原组织工程支架的生物学特性及细胞亲和性。方法：以羟基丁酸-羟基辛酸聚合物作为主体材料,按质量分数复合不同比例（2%,4%,6%,8%,10%）的胶原,采用溶剂浇铸-颗粒沥滤法制备组织工程支架。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料孔隙率。将羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架、羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架分别与兔软骨细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长黏附情况。结果与结论：羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合软骨组织工程支架孔径大小200μm 左右,孔隙率为（85±2）%,细胞亲水性随加入胶原比例的增加而升高。与羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架比较,不同比例的羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架可明显促进软骨细胞的黏附、增殖。证实羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合支架具备更好的细胞亲和性。     

聚羟基丁酸与羟基辛酸骨组织工程支架的表面修饰

目的:研究多聚赖氨酸表面修饰的聚羟基丁酸与羟基辛酸骨组织工程支架对细胞黏附、增殖及分化的影响.方法:冷冻干燥/颗粒沥滤法制备聚羟基丁酸与羟基辛酸多孔支架,将其置于0.1,1.0,10 g/L的多聚赖氨酸溶液中,负压排气吸附进行表面修饰.灭菌后的支架置于48孔板,接种兔骨髓间充质干细胞.分别于1,4,7,10,14 d取样.结果:3个多聚赖氨酸修饰组的细胞黏附率均高于支架-细胞组(P<0.01),且细胞黏附率随多聚赖氨酸修饰质量浓度的增大而显著提高.1,4 d时10 g/L多聚赖氨酸修饰组的细胞增殖活性和碱性磷酸酶活性均高于其他两组,但至10,14 d时却低于其他两组.结论:多聚赖氨酸修饰的聚羟基丁酸与羟基辛酸多孔支架有利于提高骨髓间充质干细胞的黏附率,但1.0 g/L的多聚赖氨酸修饰更有利于细胞的增殖与促成骨分化.     

新型支架在软骨组织工程中的研究进展

关节软骨损伤在临床中司空见惯,由于关节软骨特殊的生理结构,自身修复能力较差,传统的治疗手段多效果欠佳。如何修复软骨损伤成为临床上较棘手的问题之一,也因此愈发备受临床研究者们的关注。软骨组织工程使软骨完全修复再生成为可能。合适的支架是构建组织工程化软骨的关键,为取得关节软骨最佳的修复效果,新型组织工程支架的设计不断优化,多重复合的仿生支架、纳米支架材料、水凝胶支架是当下的研究热点。该文就目前用于软骨组织工程中新型支架的材料、设计及特性等的研究进展进行综述。     

骨及软骨组织工程支架材料

生物降解性三维支架材料在骨组织工程制备中起着十分重要的作用,它与种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体。目前取得较好效果的骨及软骨组织工程支架材料,主要由L-聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等加工而成的纤维网状或微孔海绵状材料。     

脱细胞骨软骨支架的制备及形态学观察

目的：探讨脱细胞骨软骨支架制备的可行性，为关节软骨组织工程提供新的支架材料。方法：3月龄雄性新西兰大白兔，取膝关节髌股关节面的股骨侧，切取4mm×4mm×3mm大小（长×宽X深）骨软骨块，用去垢剂-酶法对骨软骨组织块进行脱细胞脱钙处理，冻干机冻干，制备脱细胞骨软骨支架，并对其进行形态学观察。结果：脱细胞骨软骨支架呈半透明状，弹性良好，组织学评价提示细胞成分已完全祛去，保留了纤维支架。结论：去垢剂-酶法可以祛去骨软骨块中的细胞成分，成为带有空隙的支架材料。[著者文摘]     

羟基丁酸-羟基辛酸共聚体/脱细胞软骨基质支架的细胞黏附性

背景:羟基丁酸-羟基辛酸共聚体[poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyoctanoate),PHBHOx]是一种新型的多聚羟基烷酸类材料,具有优良的可塑性、生物相容性、生物可降解性等性能,但同其他酯类材料相似,PHBHOx亲水性能较差,单纯PHBHOx材料支架细胞黏附性能明显不足.目的:观察羟基丁酸-羟基辛酸共聚体/脱细胞软骨基质支架的细胞黏附性.方法:取新鲜猪膝关节表面透明软骨,采用非离子型去污剂Triton X-100、低渗Tris-HCl以及Dna酶和Rna酶等进行脱细胞处理.低温粉碎后与PHBHOx以不同比例复合,采用溶剂浇铸-颗粒沥滤技术制备支架.分离培养猪关节软骨细胞,进行细胞-支架黏附实验并通过MTT比色法和扫描电镜观察软骨细胞在支架上的黏附存活情况.结果与结论:PHBHOx/脱细胞软骨基质支架的细胞黏附率较对照组显著提高,软骨细胞在支架上黏附紧密,生长良好.提示复合脱细胞软骨基质可以明显提高单纯PHBHOx支架的细胞黏附性能.     

组织工程双相支架修复关节软骨及软骨下骨缺损研究进展

通过回顾近年来国内外采用的组织工程双相支架修复软骨及软骨下骨缺损的文献,比较不同双相支架修复软骨及软骨下骨效果差别,分析其优势及存在的主要问题,并初步探讨软骨修复的合理方式和发展趋势。研究结果表明,以双相支架作为载体材料一体化修复软骨及软骨下骨缺损,较之传统方式以及其他组织工程修复途径有着不可比拟的优越性,而复合理想的种子细胞及合适生长因子后,更能促进修复效果。由此可见,双相支架有利于修复骨软骨缺损,而构建仿生化多相支架是未来研究的趋势。     

聚乙烯醇/丙烯酰胺接枝共聚物水凝胶的制备及表征

背景:交联水凝胶主要是使大分子链形成网状结构,网固交联基质,这样所得的水凝胶力学性能和透明性相对较差。目的:采用自由基聚合机制制备聚乙烯醇/丙烯酰胺接枝共聚物水凝胶。方法:以聚乙烯醇分子作为主链,聚乙烯醇分子中羟基为接枝点,共价接入丙烯酰胺单体。考察反应温度、时间、单体用量和引发剂用量对产物接枝率的影响,通过红外光谱表征聚乙烯醇/丙烯酰胺接枝共聚物共聚物的化学结构。结果与结论:接枝聚合反应最佳反应条件:引发剂浓度0.04mol/L、丙烯酰胺/聚乙烯醇(侧羟基)摩尔比6∶1、在40℃条件下反应4h。经过FTIR分析,确认丙烯酰胺与聚乙烯醇发生了聚合反应;经过平衡溶胀测试,分析了接枝聚合物与聚乙烯醇的溶胀率随温度的变化关系,进一步证实了接枝聚合反应的发生,验证了接枝聚乙烯醇/丙烯酰胺接枝共聚物具有明显的温敏性能。     

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.     

叶酸修饰乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒的制备及性能表征

以聚乙二醇二氨为偶联剂,通过叶酸活性酪和聚合物端基活性酯与聚乙二醇二氨反应,制得叶酸修饰的大分子,再通过乳化法合成载紫杉醇纳米粒,制备叶酸修饰的乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒子.紫外光谱、红外光谱、核磁光谱显示叶酸成功连接在高聚物分子上.所制得的纳米粒粒径(276±12)nm,扫描电镜观察其形态为规整的球形.该方法可成功制备叶酸修饰的乳酸-羟基乙酸共聚物载药纳米粒.     

利福平/聚乳酸-聚羟基乙酸缓释微球的制备及特性

背景:虽然国内外有很多制备利福平/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(poly lactic acid-glycolic acid copolymer,PLGA)微球的报道,但这些微球粒径多在10 μm左右,不适合与磷酸钙骨水泥复合制备成具有良好降解性的抗结核修复材料.目的:制备大粒径利福平/PLGA缓释微球,观察其理化特性和体外缓释特性.方法:以PLGA为载体,将利福平分散于PLGA的有机溶剂中,采用复乳溶剂挥发法制备利福平/ PLGA缓释微球.光镜和扫描电镜下观察微球的形态特征,测定微球平均直径和跨距,高效液相色谱法测定载药量和包封率,以溶出法和高效液相色谱法观察其体外释药特性,并拟合药物体外释放曲线建立曲线方程.结果与结论:利福平/PLGA微球电镜观察呈圆球形,分散性好,粘连少,粒径分布集中,平均粒径(80.0±9.4) μm.载药量、包封率分别为(33.18±1.36)%,(54.79±1.13)%.体外缓释试验显示突释期内微球释放度为(14.66±0.18)%,前3 d累计释放度(18.09±0.45)%,到42 d体外累积释放度达到(92.17±1.23)%.提示利福平/PLGA微球具有良好的缓释效果,是一种较为理想的抗结核药物的载体材料和释放系统;PLGA是良好的药物缓释载体,可以用来制备载药缓释微球.     

聚N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇核壳微凝胶的制备与表征

采用水相分散聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇核壳微凝胶，用动态光散射法和电泳迁移率法研究了聚乙二醇的加入量及交联剂的种类对微凝胶特性的影响。结果表明N-异丙基丙烯酰胺-聚乙二醇微凝胶具有温敏特性且表面带负电荷；随着聚乙二醇加入量增加，微凝胶的相转变温度升高，相转变温度范围变宽．其电泳迁移率的绝对值先增大后减小，存在极大值。此外，只有具有足够多亲水-CH2-CH2-O-链节数的聚乙二醇大分子单体对N-异丙基丙烯酰胺聚合过程有稳定作用。     

叶酸受体靶向星形聚己内酯纳米胶束的制备和性质

背景:近年来,在药物载体材料领域,两亲性星形聚合物的自组装胶束化引起了人们的关注.叶酸官能团作为肿瘤靶向基团被越来越多地引入药物载体,显示出了良好的靶向效应.目的:制备一种新型的末端接叶酸的星形聚己内酯(StarPCL-FA)材料胶束,并对其性质进行表征,为其在控释给药系统中的应用提供基本依据.方法:以四氢呋喃为溶剂,采用溶剂挥发法制备StarPCL-FA的胶束溶液.动态光散射粒度仪、透射电子显微镜测量胶束的粒径和表面形貌;考察稀释对胶束粒径的影响及水中胶束粒径随时间的变化情况;采用芘荧光探针技术测定共聚物的临界胶束质量浓度;用β-胡萝卜素作为模型药物对胶束载药量进行研究.结果与结论:成功制备了星形聚合物StarPCL-FA胶束,胶束的粒径为纳米级,临界胶束质量浓度值较低,胶束对稀释较为稳定,且能在37℃的水中较长时间稳定存在,但随着时间延长,出现粒径轻微增大现象,说明胶束在水中能够稳定存在且对稀释的稳定性较好,这对于其在注入人体时避免药物的暴释具有重要意义.另外用β-胡萝卜素作为模型药物对胶束载药量研究表明其载药量为3.0%～4.0%.说明胶束对β-胡萝卜素有包载能力,但其载药能力还有待提高.     

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。