低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定

背景：低温快速成型技术具有支架成型可控性、保持材料生物学活性和易于实现支架材料的三维多孔立体结构等优势,被迅速用于骨组织工程支架的制备。目的：采用低温快速成型制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,并检测其性能。方法：采用低温快速成型设备分别制备聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石与聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架,通过电镜观察支架超微结构,以介质（乙醇）浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机检测支架力学性能;将两种支架材料分别与大鼠成骨细胞共培养,培养12 h采用沉淀法检测细胞黏附率,培养1,3,5,7,9,12 d采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论：两组支架孔径均在理想范围内并具有较高孔隙率,但聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的孔径波动范围大,孔径均值较聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架小且部分有闭塞现象。聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架的细胞黏附率及表面细胞增殖活性高于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）,力学性能低于聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石支架（P＜0.05）。表明聚乙二醇改性聚乳酸-乙醇酸/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景：观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的：观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法：取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论：纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架与兔软骨细胞的相容性

背景：传统的支架材料存在疏水性强,材料表面缺乏细胞表面受体特异结合的生物活性分子,材料的酸性降解产物易引发无菌性炎性反应等不足。根据仿生原理及软骨真实结构和构成来选择和制备组织工程软骨支架能够获得理想效果。目的：制备聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架,评价其与兔膝关节软骨细胞的生物相容性,探讨其应用于关节软骨组织工程的可行性。方法：采用二次相分离技术制备聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石复合支架,将第3代新西兰兔软骨细胞接种至复合支架材料上复合培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长情况。细胞-支架复合物在24孔板中培养5d以后,将其植入裸鼠皮下8周。结果与结论：聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架材料经化学合成后,具有合适的三维多孔结构,孔隙率为90%孔径300-450μm;植入裸鼠皮下8周后Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和甲苯胺蓝染色显示细胞-支架复合物中的软骨细胞可以像天然软骨一样分泌黏多糖和Ⅱ型胶原。提示生物材料聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石对于兔软骨细胞有良好的生物相容性,可作为生物组织工程支架。     

人牙髓细胞复合不同孔径羟基磷灰石/磷酸三钙支架材料的生物学行为

背景:有文献表明,通过组织工程的方法将人牙髓细胞复合羟基磷灰石/磷酸三钙多孔支架材料修复牙缺损具有可行性.然而究竟多大孔径的支架材料最有利于人牙髓细胞的生长及分化,至今尚无定论.目的:观察人牙髓细胞复合不同孔径羟基磷灰石/磷酸三钙支架材料后黏附、增殖和分化等生物学行为.方法:人牙髓细胞接种至3种不同孔径的羟基磷灰石/磷酸三钙材料上,采用荧光显微镜以及扫描电镜检测细胞在材料表面的黏附生长情况,然后通过细胞的黏附率实验与MTT比色法观察人牙髓细胞在材料表面的黏附与增殖特性.不同孔径的羟基磷灰石/磷酸三钙支架复合人牙髓细胞后分别用生长培养基和矿化诱导液培养,于接种后第4,7,10天检测碱性磷酸酶活性.结果与结论:人牙髓细胞在3种不同孔径支架材料表面和孔隙内均能顺利黏附并增殖.其中100～300 μm组支架材料黏附率最高,MTT结果显示接种3 d后300～500 μm组能较好地促进细胞增殖.培养10 d后,复合在100～300 μm和300～500μm材料上的人牙髓细胞,其碱性磷酸酶活性显著高于500-700 μm组.提示与500～700 μm孔径相比,孔径为100～300μm和300～500 μm的羟基磷灰石/磷酸三钙材料能更好地促进人牙髓细胞黏附、增殖和分化.     

纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合大鼠骨髓间充质干细胞的生物相容性

背景:纳米羟基磷灰石/聚己内酯是一种具有优良生物相容性和生物活性的典型生物复合材料.目的:分析纳米羟基磷灰石/聚己内酯电纺薄膜作为组织工程骨支架的可行性.方法:采用静电纺丝技术制备纳米羟基磷灰石/聚己内酯电纺薄膜,将其与第3代 SD 大鼠骨髓间充质干细胞复合培养,在地塞米松、β-磷酸甘油钠、维生素C成骨诱导剂诱导下,诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞转化.结果与结论:纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架具有合适的微孔结构,且孔道相互贯通.①倒置显微镜观察:复合培养7 d后细胞大部分为梭形,细胞开始分裂;14 d后,细胞生长比较旺盛,数量明显增多,细胞分泌基质并黏附于支架上.②扫描电镜观察:复合培养7 d后大量细胞位于支架孔隙内生长,增殖良好,细胞大多呈梭形,双极突起,形态较佳,呈立体状生长,并分泌基质,有纤维连接蛋白生成.表明纳米羟基磷灰石/聚己内酯支架具有良好的生物相容性,是骨组织工程的良好载体.     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组（P〈0.05）,而增殖能力与对照组差异无显著性意义（P〉0.05）。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景:观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的:观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法:取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

热压-盐析法制备骨组织工程支架的工艺及性能表征米

背景:热压-盐析法制备聚合物组织工程支架,设备简单,成型快速,力学强度较高,但是适当的支架成型条件及材料组分对支架的性能尤为重要.目的:观察热压-盐析法制备聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架中温度、时间、压力以及羟基磷灰石的加入对支架性能的影响.设计、时间及地点:复合材料性能测试,对比观察实验,于2008-09/2009-05在同济大学材料科学与工程学院纳米与生物高分子材料研究所完成.材料:聚乳酸、聚己内酯、羟基磷灰石均为实验室合成.方法:采用液相共沉淀法制备纳米羟基磷灰石,借助溶剂将聚乳酸、聚己内酯、纳米羟基磷灰石和致孔剂进行共混,去除溶剂后在一定温度、压力、时间下进行热压制得聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架.主要观察指标:①X射线衍射分析、透射电镜观察羟基磷灰石的相结构、形状和尺寸.②扫描电镜观察复合多孔支架的形貌.⑧通过表面接触角观察不同材料的亲水性.④不同热压时间、温度、压力对支架孔隙率及抗压强度的影响.⑤不同含量羟基磷灰石对支架抗压强度的影响.结果:热压-盐析法制备的聚乳酸/聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合组织工程支架具有连通开孔的多孔结构,孔径多分布在300～340 μm,支架的表面无结皮现象,孔隙率和抗压强度均满足骨支架的应用要求;纳米羟基磷灰石的加入提高了支架的抗压强度,但支架亲水性随其质量分数的升高而下降,纳米羟基磷灰石质量分数为4%时支架的综合性能相对较好;热压温度、时间、压力对支架的性能影响较大,支架的综合性能在热压温度65℃、热压压力7 MPa、热压时间3 min条件时相对较好.结论:热压-盐析法构建的骨组织工程支架孔径、孔隙率和抗压强度均满足应用要求;热压温度、时间、压力对支架的性能影响较大;纳米羟基磷灰石的加入提高了支架的抗压强度,但对支架亲水性有影响.     

兔骨髓基质细胞与聚DL-乳酸／羟基磷灰石复合异位成骨的实验研究

目的 探讨骨髓基质细胞（BMSCs）与聚DL-乳酸/羟基磷灰石（PDLLA/HA）复合后异位成骨的生物学机制,了解其用于骨组织工程支架材料的可行性.方法 将BMSCs与PDLLA/HA复合物植入动物皮下后进行大体观察、组织学染色,观察其成骨过程.结果 一定浓度的BMSCs与PDLLA/HA复合植入动物皮下可产生软骨和骨组织,而单纯材料组未见软骨或骨形成.结论 PDLLA/HA复合BMSCs体内植入后能形成软骨或骨,并随植入时间的延长,软骨或新骨形成增多,PDLLA/ HA可用于骨组织工程的支架材料.     

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。