静电纺丝丝素蛋白水溶液制备无纺布

对不同条件下的丝素蛋白水溶液静电纺丝进行研究.在扫描电子显微镜(scanning electronic microscope,SEM)下观察了不同条件下制备出的丝素蛋白纤维的微观形貌,并用傅立叶变换红外光谱(Fourier transform infrared,FTIR)分析丝素蛋白在产物中的构象.结果 表明,丝素蛋白无纺布中的丝素蛋白以无规线团/silk Ⅰ为主,甲醇处理后,丝素蛋白无纺布中β折叠的含量明显增加.本研究为静电纺丝法制备丝素蛋白无纺布提供了新的途径,这种无纺布由于在制备过程中没有使用有机溶剂作静电纺丝溶剂,也没有共混其他聚合物,减少了溶剂残留并简化了制备过程,它将可被用于组织工程支架.     

静电纺胶原/丝素复合微纳米纤维的制备及细胞相容性研究

采用静电纺丝技术制备胶原/丝素复合微纳米纤维,对其理化性能进行表征并观察其细胞相容性。以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,将胶原和丝素以 100:0.70:30.50:50.30:70.0:100的质量比共混进行电纺。制备的五种材料经戊二醛蒸汽交联12 h。采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析和拉伸力学性能测试等方法对其理化性能进行表征。材料种植成纤维细胞后,通过扫描电镜和噻唑兰(MTT)比色法观察其细胞相容性。结果显示制备的纤维平均直径在550~1 100 nm之间,随着丝素含量的增加纤维平均直径增加。交联后纤维的β化程度、结晶度和热稳定性均有一定提高,且随着丝素含量的增加提高越明显;交联后材料的力学性能优于交联前;当丝素含量为70%时,纤维膜的平均断裂强度为(8.70±1.05) MPa,高于其它配比的纤维膜。细胞在材料表面生长状态良好;丝素含量为70%组的细胞粘附和增殖高于其它组,与细胞培养板相比无显著性差异,表明其细胞相容性良好,可望成为一种新型的组织工程支架材料。     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合支架的制备工艺*

随着骨组织工程学研究的逐步深入,人工骨移植材料的研究得到全新的发展。骨组织工程应用于骨缺损修复的价值己被人们接受,其中支架材料研究是骨组织工程的核心内容和中心环节。羟基磷灰石(HA)是公认的性能良好的人工骨材料,大量的生物相容性实验证明羟基磷灰石无毒、无刺激、不破坏生物组织,并能与骨形成牢固的化学结合具有很好的生物     

胶原/丝素电纺纳米纤维膜体外培养肝细胞的研究

本实验采用静电纺丝技术制备胶原/丝素纳米纤维支架,对支架上培养的人肿瘤肝细胞HepG2进行形态学观察、细胞功能和代谢功能检测。胶原/丝素纳米纤维支架以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂通过静电纺丝技术制备,5种支架材料胶原和丝素配比分别为10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10。扫描电镜结果显示制备的纤维平均直径在550～1100 nm之间,随着丝素含量的增加纤维平均直径增加。细胞培养结果显示HepG2细胞在材料表面生长状态良好并与支架材料紧密结合。随培养时间延长,常规培养组细胞在第5 d后逐渐死亡,失去细胞功能,胶原/丝素纳米纤维支架组细胞在4～9 d内能够维持稳定状态,其尿素合成、蛋白分泌与常规培养组有明显差别,其中丝素含量为50%组的细胞状态和细胞功能高于其它组。实验表明胶原/丝素纳米纤维支架材料细胞相容性良好,较之常规培养细胞增殖效果明显,维持功能表达时间延长,有望用于改善人工肝生物反应器中的细胞活性,维持细胞功能表达。     

胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜引导骨再生的细胞学研究

采用静电纺丝技术制备胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜,研究其作为引导骨再生生物膜的细胞生物相容性及诱导成骨性。以乙酸为溶剂,聚环氧乙烯(PEO)为增塑剂,采用静电纺丝技术制备胶原纳米纤维膜及不同比例的胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜(胶原、壳聚糖、PEO质量比5∶1∶4,5∶2∶3,5∶4∶1),电子显微镜观察4种纳米纤维膜的表面形态;将骨髓间充质干细胞种植于胶原纳米纤维膜及表面形态较好的胶原/壳聚糖纳米纤维膜上,通过MTT法、碱性磷酸酶检测、细胞内胶原检测、免疫荧光染色及茜素红染色法观察,研究其细胞生物相容性及诱导成骨性。扫描电子显微镜观察胶原纳米纤维膜及质量比为5∶1∶4的胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜的纤维光滑,直径均一。MTT法检测显示,胶原纳米纤维膜和胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜均可促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖。细胞培养14 d后,胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜上细胞内胶原含量检测为2.02 mg/gport,高于胶原纳米纤维膜组的1.63 mg/gport胶原含量(P<0.05),且胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜上细胞内碱性磷酸酶、骨钙素及钙化结节的形成均高于胶原纳米纤维膜组。胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜可促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,有望应用于骨再生的研究。     

生物活性玻璃/壳聚糖/羟基磷灰石复合骨修复材料制备及细胞相容性研究

目的设计一种生物活性玻璃/壳聚糖/羟基磷灰石(BG/HA/CS)复合材料的骨组织工程支架,并对其理化性能和细胞相容性进行检测。方法不同比例的BG/HA/CS混合液用冷冻干燥法制备成支架。通过计算支架孔隙率;扫描电镜、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用材料试验机进行支架的机械性能检测,并评价生物活性玻璃的加入对支架的影响。将第3代兔骨髓间充质干细胞接种于支架上,使用扫描电镜检测支架对其粘附作用,采用MTT法检测细胞在支架上增殖,并评价生物活性玻璃的加入对支架的细胞相容性影响。结果合成的BG/CS/HA支架与模具拥有同样的大小及几何形状,具有相互贯通的多孔结构,未见生物活性玻璃聚集,孔隙率最高可达86.96%,孔径大小合适(100~300um),最大压缩强度为(1.95±0.13)Mpa。X射线衍射图可以看到特征性的BG衍射峰;傅立叶变换红外光谱可见特征的BG吸收峰,这表明材料内有明确的BG;第3代兔骨髓间充质干细胞在支架上共培养1天后,细胞在支架表面粘附。部分细胞伸展,并伸出伪足。共培养5天后,可见细胞数目增多,团聚,细胞表面可见微绒毛,细胞已开始向材料内部迁移。采用MTT法测量骨髓间充质干细胞在支架上的增殖情况可以看出骨髓间充质干细胞在BG/CS/HA支架上表现出了明显的增殖。结论采用溶液共混、冷冻干燥法可以制备出BG/CS/HA支架;支架具有良好的孔隙率,较好的机械强度,良好的组织相容性,可用于骨组织工程。     

医用丝素蛋白皮肤再生膜的细胞相容性评价

评价医用丝素蛋白皮肤再生膜的细胞相容性。其方法是采用细胞增殖度试验和溶血试验,对医用丝素蛋白皮肤再生膜进行细胞毒性和溶血反应的实验研究。结果表明：该再生膜无明显细胞毒性存在,溶血率为1.15%。医用丝素蛋白皮肤再生膜具有良好的细胞相容性。     

热处理改善聚乳酸纤维膜力学及细胞阻隔性能

静电纺丝(ES)纳米纤维材料具有与天然细胞外基质相似的形态结构,能很好地支持细胞黏附与生长,是一种理想的组织工程支架,但其力学性能较差,易变形开裂,不能满足引导组织再生(GTR)对于膜机械强度的要求。本文将高速卷绕收集的左旋聚乳酸平行纳米纤维膜(PLLA-ANM)在热空气中进行牵伸及退火处理,以提高膜的抗拉性能和细胞阻隔功能。力学结果表明,在100℃下沿纤维排列方向上牵伸2倍、热定型10 min的膜抗拉性能最好,其抗拉强度(σm)和模量(Et)分别达到了103 MPa和1.83 GPa。体外细胞培养结果显示,牙周膜细胞在热处理后的膜表面黏附和生长状况良好,细胞均沿纤维排列的方向铺展成长梭形,但其增殖速率与无纺纤维膜上的情况相比有所减小。由于热处理后的膜更加致密,细胞仅聚集在膜的表面生长,膜的细胞阻隔性能因此得以明显改善。     

胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架

背景：生物活性玻璃/胶原复合材料具有优良的成骨活性和的生物学性能,然而其在人体环境中易降解而导致支架溃散、力学性能下降。 目的：构建具有良好力学性能、抗降解性能和骨修复特性的胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架。 方法：以壳聚糖作为分散剂,将生物活性玻璃粉体预先在壳聚糖溶液中均匀分散,然后与胶原溶液混合,结合冷冻干燥法制备多孔胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合骨修复支架。采用傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、动态生物力学试验机等对复合支架的结构和性能进行表征。 结果与结论：由于壳聚糖和生物活性玻璃粉体在微酸性环境下的电荷吸引,使在壳聚糖中预分散的生物活性玻璃颗粒在复合支架中分散更均匀;壳聚糖的引入大量增加了机体中的羟基和氨基,使分子间的相互作用增强,显著提高了材料的抗压模量和强度;壳聚糖和胶原在分子尺度的混合,使胶原分子被壳聚糖包裹,降低了胶原酶对胶原分子的酶切能力,显著提高了复合支架的抗胶原酶解性;壳聚糖分子使生物活性玻璃颗粒更均匀的包裹在大分子基相中,减少了生物活性玻璃颗粒的团聚和暴露,导致复合支架在模拟体液中的矿化活性略微降低。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

载TGF-β1纳米粒的胶原/丝素蛋白复合支架的制备与表征

目的 构建一种载转化生长因子β1(TGF-β1)纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架.方法 制备载TGF-β1的壳聚糖-肝素(Ch-Hep)纳米粒,检测其形态、粒径、Zeta电位和包封率.制备不同胶原和丝素蛋白质量比(2∶8、3∶7、7∶3、8∶2、10∶0)的5种胶原/丝素蛋白复合材料,分别检测其吸水率、孔隙率、热水溶失率和生物相容性;选择其中2种综合性能良好的复合材料分别作为复合支架的疏松层和致密层,构建载TGF-β1纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架,观察其形态并进行体外释放动力学研究.结果 Ch-Hep纳米粒的平均粒径为(718.2±73.6) nm,Zeta电位为(25.5±0.8) mV,对TGF-β1的包封率为(84.82±1.57)％.随着胶原/丝素蛋白复合材料中胶原含量的增加,材料的吸水率、孔隙率逐渐增加,热水溶失率逐渐降低;5种材料对骨髓间充质干细胞(BMSCs)均有促生长和增殖的作用.综合考虑后选用质量比为3∶7和7∶3的胶原/丝素蛋白复合材料分别作为复合支架的致密层和疏松层,构建的胶原/丝素蛋白复合支架为双层结构,一侧结构致密,另一侧疏松多孔.体外释放动力学研究表明,复合支架对TGF-β1具有定向时空控制性释放作用.结论 载TGF-β1纳米粒的双层胶原/丝素蛋白复合支架对TGF-β1具有良好的时空控制释放作用,有望作为生长因子的控缓释支架材料应用于软骨组织工程.     

硼酸盐生物玻璃支架的制备与性能*

目的考察本实验室制备的类人体小梁骨结构的硼酸盐D-Alk-2B生物玻璃支架的体外生物降解性和生物活性、机械性能、生物相容性以及植入体内时的骨修复性能。方法①将D-Alk-2B支架浸泡于0.02M K2HPO4溶液中,考察生物玻璃支架的失重、抗压强度,浸泡液的pH随浸泡时间的变化。②将MLO-A5细胞种植于D-Alk-2B支架,经不同时间的培养,对支架的细胞成活率、碱性磷酸酶活性以及粘附细胞性能进行测试。③将D-Alk-2B支架植入大鼠皮下肌肉内,评估其骨修复性能。结果随着浸泡过程的延长,D-Alk-2B支架会逐渐降解并转化为羟基磷灰石而失重,支架的抗压强度也逐渐下降,而浸泡液的pH逐渐升高。细胞实验显示,支架能支持MLO-A5细胞分化和增殖,对碱性磷酸酶有很好的活性,能将MLO-A5细胞粘附其上。支架植入大鼠皮下肌肉,能支持软组织长入其中。结论制备的硼酸盐D-Alk-2B生物玻璃支架具有优异的生物相容性、生物活性和生物降解性,并具有骨传导和骨诱导性能,是一种前景广泛的临床应用的新型骨修复材料。     

掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶的制备及其体外软骨修复性能研究

目的研究以聚乙烯醇(PVA)、生物活性玻璃(BG)及氯化锶为主要原料,制备的PVA水凝胶、PVA/生物活性玻璃水凝胶、掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶的可降解性能、离子释放性能和促软骨修复性能。方法PVA溶液与BG溶胶凝胶溶液在加热搅拌下生成PB水凝胶,PVA溶液与Sr-BG溶胶凝胶溶液加热搅拌生成PBSr水凝胶,将PB和PB-Sr水凝胶浸泡于磷酸盐缓冲液(PBS)中,研究其体外降解性能、离子释放性能和结构变化。在水凝胶上培养软骨细胞,经细胞增殖能力实验和细胞荧光染色观察细胞增殖情况。结果 PB和PB-Sr水凝胶在PBS溶液中逐渐降解,28 d后PB水凝胶降解率为25%,PB-Sr水凝胶降解率为16%,水凝胶表面均有羟基磷灰石形成。细胞实验结果显示培养7 d后PB-Sr水凝胶的OD值为0.76±0.04,PB水凝胶的OD值为0.52±0.02,均显著高于对照组,PVA水凝胶的OD值0.45±0.04,差异具有统计学意义(0.05)。结论该掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶具有良好的降解性能和离子释放性能,能有效促进软骨细胞增殖。     

复合N-乙酰半胱氨酸丝素蛋白磷酸钙骨水泥的理化性能及细胞毒性

BACKGROUND: Calcium phosphate cements (CPCs) possess the bio-degradation and osteoconduction, and its final hydration product, hydroxyapatite, is the main inorganic constituent of bones. However, its poor mechanical property makes it unable to be used for repairing weight-bearing bone defects. OBJECTIVE: To develop a kind of bioactive bone cements with decent biomechanical property and biocompatibility. METHODS: 6% silk fibroin aqueous solutions containing different concentrations of N-acetylcysteine (0, 10 and 25 mmol/L) were prepared. Each cement sample was prepared by mixing the curing liquid and α-tricalcium phosphate powder with the ratio of 0.4 mL: 1 g; α-tricalcium phosphate powder mixed with ddH2O as control group. The compressive strength, setting time of the cements were measured. The crystal components of the cements were characterized using X-ray diffraction and the microstructure was observed using scanning electron microscope. MC3T3-E1 cells were seeded onto the material in each group, and cell morphology was observed under scanning electron microscope at 24 hours. MC3T3-E1 cells were cultured in the extract of each material, cell proliferation was detected at 1, 3, 5 and 7 days, and the lactate dehydrogenase level was detected at 1 and 3 days. RESULTS AND CONCLUSION: X-ray diffraction and scanning electron microscope showed that the final hydration products of α-tricalcium phosphate in all specimens were hydroxyapatite. When the concentration of N-acetylcysteine was 25 mmol/L, the compressive strength of the material reached (49.39±1.68) MPa, with the initial setting time of (21.77±1.07) minutes and the final setting time of (31.88±1.69) minutes. There was no significant difference in cell morphology among cements. These results suggest that the cement containing N-acetylcysteine exhibites good biocompatibility and high mechanical strength.     

丝素蛋白/壳聚糖三维多孔支架的构建及结构表征**

背景：丝素蛋白和壳聚糖均无毒性且具有良好的生物相容性,但是单一成分作为生物支架时都不能满足支架材料的需求。 目的：制备各种不同组分的丝素蛋白及壳聚糖复合支架材料,观察其微观结构及相关性能,筛选出适合成骨细胞生长的理想支架材料。 方法：通过CaCl2∶C2H5OH∶H2O=1∶2∶8(摩尔比)溶解体系溶解、过滤、浓缩提纯,制备出2%的丝素蛋白溶液,壳聚糖溶解于乙酸溶液配制成的3%壳聚糖溶液,将两者以不同的比例相混合,经数次冷冻干燥后,得到成品支架材料。采用电镜观察形貌,计算孔隙率并对支架的结构进行红外、X射线衍射、电子能谱分析观察。 结果与结论：将壳聚糖和丝素蛋白共混后,互为改性,制备出了结构较稳定的支架材料。其中40%丝素蛋白-60%壳聚糖组具有适合成骨细胞生长的较佳孔径,可作为细胞支架的首选配比。 关键词：丝素蛋白;壳聚糖;骨组织工程;支架;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.12.025     

聚醚醚酮/58S生物活性玻璃骨植入材料的成骨活性

目的 探讨聚醚醚酮/58S生物活性玻璃(PEEK/58S)骨植入材料的成骨活性.方法 MG-63成骨细胞在PEEK和PEEK/58S表面培养一段时间后,扫描电镜(SEM)观察MG-63成骨细胞的黏附铺展状态;CCK-8法检测MG-63成骨细胞的增殖活性;碱性磷酸酶(ALP)活性检测评价MG-63成骨细胞的成骨分化能力;...     

复合骨碎补总黄酮的丝素蛋白/壳聚糖支架在兔关节软骨损伤中的应用研究

目的 以丝素蛋白/壳聚糖支架为载体将骨碎补总黄酮应用于兔软骨损伤局部,观察修复效果,为临床提供实验数据。方法 制备丝素蛋白/壳聚糖支架、骨碎补总黄酮缓释微球与负载骨碎补总黄酮缓释微球的丝素蛋白/壳聚糖支架,扫描电子显微镜下观察支架形貌,同时检测该支架的体外缓释能力。24只新西兰大白兔随机分3组,利用电钻在股骨滑车部位构建直径3.5 mm、深1.5 mm的软骨损伤模型,空白组软骨缺损处不植入任何材料,对照组植入单纯的丝素蛋白/壳聚糖支架,实验组植入负载骨碎补总黄酮缓释微球的丝素蛋白/壳聚糖支架,术后12周、24周行标本大体与组织学观察,RT-PCR检测修复组织Sox-9、II型胶原与聚集蛋白聚糖mRNA的表达量,Western blot检测软骨缺损部位II型胶原蛋白表达,分析软骨修复效果。结果 丝素蛋白/壳聚糖支架具有良好的三维孔隙结构,孔洞之间相互联通;制备的载药微球表面较光滑,为较规则的圆球形;载药微球均匀分散于丝素蛋白/壳聚糖支架基质中。丝素蛋白/壳聚糖支架可在体外持续稳定地释放骨碎补总黄酮,实验组软骨损伤修复效果优于对照组,对应的ICRS评分与Wakitani组织学评分高于对照组...     

生物活性玻璃/胶原蛋白/磷酸丝氨酸复合支架材料的制备及其细胞相容性探讨

通过冷冻干燥方法制备出仿生型多孔结构的溶胶-凝胶生物活性玻璃(BG)/胶原蛋白(COL)/磷酸丝氨酸(PS)支架材料,并评价了小鼠胚胎成骨细胞系细胞在BG、BG-COL、BG-COL-PS支架材料上的生长、黏附、增殖情况。MTT法测结果显示,细胞在材料表面贴附、增殖良好,且细胞在BG-COL-PS支架材料生长增殖要明显好于BG-COL、BG支架材料。BG-COL-PS支架材料有可能成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

壳聚糖/介孔生物活性玻璃多孔膜的制备和表征

背景：壳聚糖和介孔生物玻璃都具有良好的生物相容性和止血性能,但壳聚糖止血作用有限,介孔生物玻璃粉体方式止血,给应用带来不便。 目的：制备壳聚糖/介孔生物玻璃复合多孔膜并检测材料的性能。 方法：采用冷冻干燥法制备壳聚糖/介孔生物玻璃复合多孔膜。 结果与结论：通过冷冻干燥法可以实现壳聚糖和介孔生物玻璃的均匀复合。制备的复合多孔膜的孔隙分布较均匀;多孔膜具有很好的吸水性,吸水率的大小与壳聚糖和介孔生物玻璃质量比相关;多孔膜的孔隙率高。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景：很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。 目的：探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。 方法：将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。 结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求：孔径90~280 μm,平均孔径为151.72 μm;孔隙率为(92.72±4.78)%;吸水膨胀率为(141.10±6.87)%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义(P < 0.05)。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

生物活性骨诱导再生膜的研制

研制一种具有生物活性的骨诱导再生膜。采用溶剂挥发法及冷冻干燥制备 PL A 胶原 rh BMP- 2复合膜 ,对膜作力学性能测试 ,SEM表面特征观察 ,失重率及黏均分子量测定 ,体内外降解性评价 ;复合膜植入兔肌间隔 ,术后 1、2、3、6月取标本 ,光镜评价组织相容性和骨诱导活性。结果显示 PL A 胶原 rh BMP- 2膜呈双面不对称并携带生物活性因子 ,拉伸强度 36 .4 MPa,断裂伸长率 2 .3% ;膜形态体内保持 3个月 ,体外 12个月或体内 6个月膜完全降解 ;复合膜随植入时间延长 ,局部炎症反应减轻 ,具有异位骨诱导性。由此可见 ,PL A 胶原 rh BMP- 2膜是一种较理想的能控释生物活性因子的骨诱导活性再生膜。