多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架材料复合成骨细胞的异位成骨

目的评价多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖﹙nHA/CS﹚支架与成骨细胞复合植入大鼠股部肌袋模型内的异位成骨能力。方法采用共沉淀和粒子沥滤法制备多孔nHA/CS。分离培养培养SD大鼠成骨细胞,并将其与多孔nHA/CS共同培养来构建组织工程骨。将所构建的组织工程骨和空白nHA/CS支架材料分别植入SD大鼠股部肌袋模型内。分别在植入2、4、6、8周后,将植入的支架材料取出行苏木精-伊红染色观察新骨形成情况,并应用JEDA-801D形态学图象分析系统来计算新骨生成率。用SPSS13.0软件包对测定结果进行单因素方差分析。结果在各观察时间段内成骨细胞复合多孔nHA/CS组新骨生成量均多于nHA/CS。结论多孔nHA/CS复合成骨细胞支架材料具有异位成骨能力。     

纳米羟基磷灰石/胶原/聚乳酸支架材料对人成骨细胞早期附着影响的实验研究

目的以人成骨细胞（MG-63细胞）复合纳米羟基磷灰石／胶原／聚乳酸[nano-hydroxyapatite/collagen/poly（L-lactic）acid，nHAC／PLA]支架材料进行体外培养，观察其早期附着生长情况。方法将MG-63细胞在nHAC／PLA支架材料上培养，通过倒置显微镜观察、HE染色、ALP染色、细胞增殖指数测定等方法对细胞在nHAC／PLA支架材料上的早期附着情况进行研究。结果细胞在nHAC／PLA上生长良好；ALP染色阳性度高，细胞增殖指数比空白对照组有显著提高。结论nHAC／PLA支架有利于MG-63细胞的早期黏附、生长，可以用作骨组织工程的支架材料。     

电纺丝PLLA/HA复合纤维支架的制备及体外降解性能研究

随着组织工程和支架材料的技术发展，复合支架材料的制备成为当前研究的热点。本研究通过静电纺丝法制备了左旋聚乳酸／羟基磷灰石（PLLA／HA）复合纳米纤维膜，对纤维膜的结构形态进行分析，并研究其在与人体环境相近的磷酸盐缓冲溶液（pH7．4，37℃）中浸泡不同时间的体外降解过程。结果表明：HA纳米粒子与PLLA基体间存在化学键合，纳米粒子使纤维直径增大且表面粗糙程度增加，HA的引入抑制了PLLA降解过程中的自催化作用，减缓了PLLA的降解速度，复合纤维体系降解液的pH值在降解后期呈缓慢上升趋势。     

含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和生物相容性

文题释义：快速成型：是一种材料加工方法,它是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同,但基本原理都是“分层制造,逐层叠加”。 聚乳酸：是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,具有良好的生物降解性、生物相容性以及延展性,但其机械强度不足,且降解后会产生酸性代谢产物,限制了其应用范围,常与其他一种或多种生物材料复合使用,以增强骨生物活性或生物力学强度。 背景：将多聚物材料与生物陶瓷材料复合制成有机/无机复合三维支架材料,可赋予支架骨传导所必需的理化特性,同时强化材料的力学性能,但大多数骨替代材料无法预防缺损部位的感染。研究发现由于镁的降解可产生局部碱性环境,使镁具有一定的抗菌活性。 目的：探讨含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和细胞相容性。 方法：应用低温快速成型技术制备聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料,其中β-磷酸三钙与镁的质量比分别为2∶1和1∶2,分别设为PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组;同时应用低温快速成型技术制备聚乳酸与聚乳酸/β-磷酸三钙多孔支架材料,分别设为P组、PT组。检测4组支架的表面形貌、孔径、孔隙率及压缩模量。将金黄色葡萄球菌(ATCC 35923)接种于4组支架表面24 h,通过涂板计数法和激光共聚焦显微镜观察材料的抗菌活性。将小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与4组支架材料共培养,通过CCK-8法分析材料对细胞黏附和增殖的影响。 结果与结论：①4组支架材料表面都形成相对均匀的多孔结构,4组支架间孔径大小和孔隙率比较差异均无显著性意义(P > 0.05);②PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组压缩模量明显高于P组、PT组(P < 0.05),PTM(1∶2)组明显高于PTM(2∶1)组(P < 0.05);③涂板计数实验显示,PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组菌落形成单位明显低于P组、PT组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④培养6 h,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组黏附细胞数量多于P组(P < 0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P > 0.05);⑤培养1 d时,仅PT组细胞增殖优于P组(P < 0.05);培养4,7 d时,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组细胞增殖均优于P组(P < 0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P > 0.05);⑥结果表明,聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料不但具有良好的抗菌活性,而且具有优良的细胞相容性和一定的抗压能力。 ORCID: 0000-0002-3367-674X(马瑞) 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     

磁性纳米多孔复合支架材料的细胞相容性研究

目的研究磁性纳米多孔复合(n-HA/PLLA/Fe2O3)材料的细胞相容性,探讨细胞在材料表面黏附、增殖、表达等生物学行为,为其医学应用提供实验依据。方法将大鼠成骨细胞与磁性纳米多孔复合材料共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖、扫描电镜观察细胞在材料上的黏附、RT-PCR检测I型胶原和骨钙素基因的表达。结果 CCK-8检测显示实验组磁性纳米多孔复合材料上细胞的增殖与空白对照组没有差异性(0.05);扫描电镜观察到细胞在磁性纳米多孔复合材料的表面和孔隙内大量黏附、增殖和生长,随着共培养时间的增加,材料表面的细胞数量明显增多;RT-PCR显示随着共培养时间的增加,I型胶原基因的表达增强(0.05),骨钙素的表达无明显差异(0.05)。结论磁性纳米多孔复合支架材料适于成骨细胞的黏附、生长和分化,具有良好的细胞相容性。     

壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架的生物相容性研究

制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石(CS/nHA)分层复合支架,对其进行细胞毒性评价.分离培养大鼠软骨细胞接种于支架,相差显微镜和扫描电镜观察细胞的黏附及生长情况.动物皮下埋植试验观察其组织相容性.实验结果证实壳聚糖/纳米羟基磷灰石分层复合支架具有良好的生物相容性,有望成为较好的骨软骨组织工程支架.     

含氟羟基磷灰石涂层体外细胞相容性研究

在羟基磷灰石（HA）中掺入氟可以降低其在体内的溶解性，对提高钛合金植入体表面生物活性改性层（涂层）的长效性有着重要的意义。本研究采用溶胶-凝胶法在钛合金基板上制备了含氟羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2-xFx）（FHA）涂层。X光衍射（XRD）和X光电子能谱（XPS）分析结果显示：本实验中获得的涂层是一个纯磷灰石晶相，含氟涂层中x为1．2。在体外成骨细胞相容性的研究中，以HA涂层为对照，通过定时细胞的计数测定了细胞生长曲线，用流式细胞仪法测定了细胞周期，用MTT比色法分析了涂层浸提液的细胞毒性。实验结果表明：在HA涂层中引入氟后，FHA涂层浸提液对细胞毒性级别为0级，该涂层不但没有对细胞产生毒性，而且会促进成骨细胞的贴壁生长，有着更好的细胞生长速度和增殖活性。     

骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石支架材料的体外相容性研究

目的　探讨兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)与纳米羟基磷灰石(nano-HA)支架材料的相容性,进一步验证nano-HA材料作为骨组织工程支架材料的可行性。 方法　将rBMSCs与nano-HA支架材料在体外复合培养,通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞与材料的复合情况,用MTT法、碱性磷酸酶活性检测法检测材料对细胞增殖、分化的影响。 结果　rBMSCs可以在nano-HA支架材料表面及孔隙中良好的黏附、迁移、增殖和分化,复合培养5 d后nano-HA支架材料对rBMSCs的增殖分化表现出一定的促进作用。 结论　rBMSCs与nano-HA支架材料具有良好的生物相容性, nano-HA支架材料可以作为rBMSCs良好的载体。     

多孔HA/PU复合支架材料生物相容性的评估

进行了三维多孔立体结构的纳米羟基磷灰石/聚氨酯(HA/PU)复合支架材料体外细胞培养和体内肌肉埋植实验研究,评估材料的生物相容性。实验选用SD大鼠的骨髓基质干细胞(BMSCs)和健康的SD雌性大鼠,进行细胞相容性、形态学观察和组织学切片分析。HA/PU支架材料的多孔性为细胞的生长提供了良好的微环境,细胞在内部贴壁爬行、增殖并分化,细胞毒性为零级,材料与周围组织有良好的结合,降解的空间有结缔组织纤维长入。实验表明,HA/PU复合支架材料具有良好的细胞亲和性和组织学相容性,可作为一类新型组织工程支架材料。     

生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架的抗感染性能和生物相容性研究

目的 研发制备生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架(BG/CS),对其生物相容性及抗感染性能进行研究,阐明其抗感染作用的关键因素。方法 通过模板法制备多孔生物玻璃(BG)支架,注入壳聚糖乙酸,合成生物玻璃/壳聚糖多孔支架,此后以BG作为对照组,通过场发射扫描电镜(FESEM)观察各组材料的表面形貌和孔结构;接种Balb/c小鼠胚胎成纤维细胞(Balb/c 3T3 cells)于不同材料表面培养,分析其对细胞黏附及增殖的影响;各组支架材料分别与标准菌株ATCC 35984(表皮葡萄球菌)和ATCC 25923(金黄色葡萄球菌)共培养,以复合染料染色,在激光共聚焦显微镜(CLSM)下观察各组支架材料表面活菌和死菌的荧光强度;采用结晶紫染色法,定量分析材料表面细菌生物膜形成情况;进行细菌涂板并计数菌落(CFUs/cm2),测算抑菌效率。结果 BG/CS支架材料表面被覆一层壳聚糖,支架呈多孔结构,孔径较均一(200～400 m);材料细胞共培养4 h,BG/CS和BG表面的黏附细胞数量比较差异无统计学意义;共培养1 d,两组材料表面细胞均可正常黏附和铺展;第1～7 d的增殖过程中,各组材料表面细胞的增殖趋势接近,组间细胞增殖率比较差异无统计学意义;经过8 h细菌与材料共培养,CLSM下观测BG支架表面存在大量的细菌黏附(绿色荧光),BG/CS表面则显示出代表死亡细菌的红色荧光;生物膜定量实验显示在2～5 h,5～8 h,与BG组相比,BG/CS支架则明显抑制了生物膜的形成(P0.01);共培养12 h,与BG组相比,BG/CS组胰酶大豆琼脂平板(TSA)培养板表面细菌的单克隆菌落数明显较少,表现出较高的抑菌效率(P0.01)。结论 生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架(BG/CS)具有较好的体外生物相容性和抗感染性能,有望作为一种应用于骨关节感染预防及治疗的骨修复填充材料。     

Mechanical properties and in vitro biocompatibility of porous zein scaffolds

A porous scaffold utilizing hydrophobic protein zein was prepared by the salt-leaching method for tissue engineering. The scaffolds possessed a total porosity of 75.3-79.0%, compressive Young's modulus of (28.2+/-6.7)MPa-(86.6+/-19.9)MPa and compressive strength of (2.5+/-1.2)MPa-(11.8+/-1.7)MPa, the percentage degradation of 36% using collagenase and 89% using pepsin during 14 days incubation in vitro. The morphology of pores located on the surface and within the porous scaffolds showed good pore interconnectivity by scanning electron microscopy (SEM). Rat mesebchymal stem cells (MSCs) could adhere, grow, proliferate and differentiate toward osteoblasts on porous zein scaffold. With the action of dexamethasone, the cells showed a relative higher activity of alkaline phosphatase (ALP) and a higher proliferating activity (p<0.05) than those of MSCs without dexamethasone.     

Modification and cytocompatibility of biocomposited porous PLLA/HA-microspheres scaffolds

Poly(L-lactic acid) and hydroxyapatie (PLLA/HA) composite scaffolds have good properties and suit to use as bone tissue engineering. In this work, hollow HA microspheres (HAM) with poor crystallinity were fabricated by a flame-drying method. The HAM has the potential to be used to release drugs or proteins in addition to improve osteoconductivity. Different ratios of PLLA/HAM were used to prepare porous composite scaffolds using the thermally induced phase separation technique. The HAMs were randomly incorporated into the PLLA porous scaffolds. As the HAMs ratio was increased, the porous composite scaffolds changed from ladder-like into isotropic structure. In addition, the compressive strength of PLLA/HAMs composite scaffolds improved first and declined with the increasing of HAMs ratio in the scaffolds. In vitro experiment showed that PLLA/HAMs composite scaffolds improved the attachment, migration, and differentiation of osteoblastic cells. These results demonstrated that the PLLA/HAMs composite scaffolds were superior to plain PLLA scaffold for bone tissue engineering.     

Preparation,in vitro degradability,cytotoxicity, and in vivo biocompatibility of porous hydroxyapatite whisker-reinforced poly(L-lactide) biocomposite scaffolds

Biodegradable and bioactive scaffolds with interconnected macroporous structures, suitable biodegradability, adequate mechanical property, and excellent biocompatibility have drawn increasing attention in bone tissue engineering. Hence, in this work, porous hydroxyapatite whisker-reinforced poly(L-lactide) (HA-w/PLLA) composite scaffolds with different ratios of HA and PLLA were successfully developed through compression molding and particle leaching. The microstructure, in vitro mineralization, cytocompatibility, hemocompatibility, and in vivo biocompatibility of the porous HA-w/PLLA were investigated for the first time. The SEM results revealed that these HA-w/PLLA scaffolds possessed interconnected pore structures. Compared with porous HA powder-reinforced PLLA (HA-p/PLLA) scaffolds, HA-w/PLLA scaffolds exhibited better mechanical property and in vitro bioactivity, as more formation of bone-like apatite layers were induced on these scaffolds after mineralization in SBF. Importantly, in vitro cytotoxicity displayed that porous HA-w/PLLA scaffold with HA/PLLA ratio of 1:1 (HA-w₁/PLLA₁) produced no deleterious effect on human mesenchymal stem cells (hMSCs), and cells performed elevated cell proliferation, indicating a good cytocompatibility. Simultaneously, well-behaved hemocompatibility and favorable in vivo biocompatibility determined from acute toxicity test and histological evaluation were also found in the porous HA-w₁/PLLA₁ scaffold. These findings may provide new prospects for utilizing the porous HA whisker-based biodegradable scaffolds in bone repair, replacement, and augmentation applications.     

成骨细胞和支架材料复合的研究进展

应用骨组织工程技术修复大的骨缺损成为近年来的研究热点。而成骨细胞和支架材料在体外的复合，是组织工程研究的重点和难点之一。通过对材料的改性处理，增强其亲水性，提高骨诱导性；改进细胞种植方法等促进细胞复合后的增殖、分泌基质；引进应力应变作用，模拟体内微环境，促进蛋白质分泌等。就此方面的研究进展作一综述。     

成骨细胞和支架材料复合的研究进展

应用骨组织工程技术修复大的骨缺损成为近年来的研究热点。而成骨细胞和支架材料在体外的复合,是组织工程研究的重点和难点之一。通过对材料的改性处理,增强其亲水性,提高骨诱导性;改进细胞种植方法等促进细胞复合后的增殖、分泌基质;引进应力应变作用,模拟体内微环境,促进蛋白质分泌等。就此方面的研究进展作一综述。     

Comparative studies on ectopic bone formation in porous hydroxyapatite scaffolds with complementary pore structures

Vascularized bone grafts were constructed by implanting hydroxyapatite (HA) scaffolds with complementary macro-pore structures into the dorsal muscle of dogs. The relationship between pore structures and ectopic bone formation properties was investigated. Two types of scaffolds with complementary porous structures were fabricated by spherulite-accumulating and porogen-preparing methods, and were named spherulite HA-positive and porogen HA-negative, respectively. After implantation for 1 month, histological observation showed that all the scaffolds were encapsulated by normal muscle tissue and multiple vascular net with cells, indicating excellent biocompatibility and pore interconnectivity of the scaffolds. In the spherulite HA-positive scaffolds, a number of osteoclasts and osteoblasts coupled with new bone tissues were found after 3 and 6 months’ implantations, which was better than those in the porogen HA-negative scaffolds. Similarly, the improvement of mechanical properties and the reconstruction of materials in the spherulite HA-positive scaffolds were superior to those in the porogen HA-negative scaffolds. The different ectopic bone formation induced by different macro-pore structures after intramuscular implantation demonstrated the significant effect of macro-pore structures of scaffolds on osteoinduction and vascularization.     

双相钙磷生物陶瓷/硫酸钙骨水泥多孔三维支架的生物性能

背景：随着组织工程技术的发展,多孔生物陶瓷被越来越多的运用到骨缺损的修复中,当前的研究主要集中在这种生物陶瓷的合成及其各项性能的评价。 目的：研究一种新型骨水泥的制备方法并测定其理化性能及与成骨细胞的生物相容性。 方法：共沉淀法制备双相钙磷生物陶瓷粉体,利用胶体团聚成颗粒,烧结后得到颗粒状、多孔羟基磷灰石/磷酸三钙生物陶瓷,并按不同比例与高纯度医用半水硫酸钙混合制备钙磷陶瓷/硫酸钙骨水泥。 结果与结论：X射线衍射证实合成物质为双相钙磷陶瓷,颗粒状双相钙磷陶瓷具有多孔网状结构,骨水泥在   3 min内保持可塑状态,固化时间为15 min,固化温度为36.5 ℃,压缩强度最高为5.82 MPa,MTT毒性级为0级,成骨细胞在材料表面生长良好。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：     

兔腰椎间应用可注射型n-HA/Col骨材料融合效果的实验研究

目的观察可注射型纳米羟基磷灰石/胶原(n-HA/Col)复合骨材料在兔腰椎椎间缺损区的融合效果。方法新西兰大白兔16只,通过经腹腔腰椎前路手术建立L5/6、L6/7和L7/S1节段椎间缺损的实验模型,其中L5/6椎间缺损区不植入任何材料,作为空白阴性对照组;L6/7椎间缺损区植入可注射型纳米羟基磷灰石/胶原复合骨材料,作为实验组;L7/S1椎间缺损区植入固体型纳米羟基磷灰石/胶原复合骨材料,作为阳性对照组。所有的动物在术后当日均进行放射学检查,分别在术后4、8、12、16周4个时间点处死4只动物,获取腰椎标本,评估植入材料融合情况;行X线和CT扫描三维重建观察椎间融合形态;Masson染色结果应用Image-proplus 6.0软件计算不同区域骨组织与所在区域的比值,分析椎间融合组织结构。结果术后当日CT显示造模成功。术后4、8、12、16周影像学和组织学结果显示:随着时间延长,L6/7和L7/S1椎间成骨逐渐增强,两者成骨能力无明显差异(>0.05),而L5/6椎间未见明显的成骨影像。结论可注射型纳米羟基磷灰石/胶原复合材料在兔椎体间融合效果确切。