三维多孔支架材料PLLA/n-HA的体外生物相容性研究

目的：研究三维多孔支架材料聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)的体外生物相容性,探讨其作为细胞培养材料和骨组织工程支架的可行性。方法将大鼠成骨细胞接种于PLLA/n-HA复合支架上,体外共同培养后,CCK-8法检测大鼠成骨细胞增殖活性,荧光倒置显微镜、扫描电子显微镜下观察PLLA/n-HA复合支架材料表面和孔隙内细胞粘附情况。结果 CCK-8法检测显示实验组复合支架材料上细胞的增殖与空白对照组的差异无统计学意义（P>0.05）;电镜观察到细胞在复合支架材料表面和孔隙内大量黏附、生长,并且随着共培养时间的增加,材料表面的细胞数量呈几何级增长。结论三维多孔支架材料PLLA/n-HA的生物相容性较好,可望成为一种性能良好的骨组织工程支架材料。     

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.     

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24 h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3,6,9 d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。     

纳米PLLA有序膜制备及其对内皮生长晕细胞的促进作用

通过观察内皮生长晕细胞（EOCs）在纳米PLLA有序膜表面黏附、增殖的情况,为优化组织工程材料提供一种新途径。通过静电纺丝技术制备的纳米PLLA纤维支架,进行低温等离子体技术改性及I型胶原表面涂覆,与EOCs复合培养。采用细胞生长曲线和光镜、荧光显微镜及扫描电镜观察支架材料对种子细胞黏附、增殖、形态特征等方面的影响。结果显示：制得的纳米PLLA纤维孔径为300~400 nm,孔隙率〉90%;有序膜和超级有序膜组吸光度A值与无序膜、单纯细胞组有显著性差异（P〈0.05）;细胞在支架膜上生长良好,纳米无序膜细胞生长较散在、杂乱;有良好空间定向效果的有序纤维及超级有序纤维支架有利于细胞沿纤维定向附着、伸展、增殖,分泌胞外基质,而超级有序膜更有利于保持其结构。内皮生长晕细胞是理想的血管组织工程种子细胞来源;纳米PLLA有序及超级有序膜支架能促进种子细胞在材料表面的黏附、增殖,并能较好地保持细胞的形态,是一种理想的血管组织工程支架材料。     

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。     

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。     

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。     

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5 d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300~450 μm;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。     

载ADM-PLGA纳米微球的ADM-PLGA-NHAC制备及其对人骨肉瘤MG63细胞的抑制作用

目的　研制载阿霉素(ADM)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米微球的纳米羟基磷灰石/胶原复合支架（ADM-PLGA-NHAC）,研究其性质及体外释药特点,探讨其体外抑制人骨肉瘤MG63细胞的作用,为骨肉瘤的治疗提供新策略。 方法　以纳米羟基磷灰石及胶原为原料制备纳米羟基磷灰石/胶原支架并在其中加载ADM-PLGA纳米微球, 通过扫描电子显微镜、体外释放行为等手段评价载药支架材料的性能。以CCK8法、活-死染色评价该复合支架的浸提液在体外对人骨肉瘤MG63细胞株的抗肿瘤活性。 结果　复合支架的孔径多在100~200 μm,孔隙率约为82%,微球与支架间结合较为紧密。复合支架具有良好的缓释特性,28 d内能持续缓慢释放阿霉素。复合支架的浸提液对骨肉瘤MG63细胞生长有明显的抑制作用。 结论　制备的ADM-PLGA-NHAC复合支架具有良好的药物缓释特性及抗肿瘤效应,是一种具有良好应用前景的抗骨肉瘤骨修复材料。     

纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙纤维/聚乳酸骨组织工程复合支架的特性*

背景：近年来国内外在骨与软骨组织支架复合材料方面进行了广泛的研究,取得了积极的成果,但仍存在许多问题。 目的：观察纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙纤维/聚乳酸(HAP/CPP/PLLA)骨组织工程支架复合材料的特性。 方法：采用溶媒浇铸、粒子滤取技术与气体发泡相结合的方法制备出纳米HAP/CPP/PLLA骨组织工程支架复合材料,测试该支架复合材料的物理力学性能,并用扫描电子显微镜对其微观结构进行观察。 结果与结论：结果表明,纳米HAP/CPP/PLLA支架复合材料具有三维、连通、微孔网状结构,并具有较高的孔隙率和较好的压缩模量,是理想的骨组织工程支架材料。     

骨髓间充质干细胞在淫羊藿苷/羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸共聚物支架上的成骨

文题释义：纳米结构：是尺寸介于分子和微米尺度间的物体结构。当纳米羟基磷灰石与高分子材料物理混合后,羟基磷灰石会发生自聚,从而在材料表面产生纳米结构。这种纳米结构有利于细胞(如骨髓充间质干细胞)的黏附,是骨修复材料表面细胞增殖和后期成骨分化的基础。成骨分化：当干细胞接受诱导时可以向成骨细胞转变。淫羊藿苷高分子复合支架与间充质干细胞共培养一段时间后,其骨分化标志物碱性磷酸酶和骨钙素的活性增高,同时成骨相关基因和蛋白(Runx-2、COLⅠ)表达水平上升,即细胞在淫羊藿苷诱导下发生了成骨分化。  摘要背景：近年来,骨组织工程技术为临床治疗骨缺损提供了全新的思路和模式。该研究首次将传统中药与组织工程支架的纳米结构结合,以期探索并构建一种可用于骨缺损治疗的新型骨组织替代材料。目的：研究淫羊藿苷(icariin,ICA)/羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)复合支架的成骨活性。方法：将HA与PLGA通过物理共混的方式制成HA/PLGA复合支架,然后将其浸泡于不同浓度的ICA溶液中,从而得到ICA/HA/PLGA支架。利用兔骨髓间充质干细胞分别对复合支架的细胞黏附、增殖、成骨作用和细胞毒性进行评价。细胞黏附、细胞增殖和细胞毒性采用MTT法进行检测,碱性磷酸酶活性和骨钙素活性采用ELISA法进行检测,成骨相关基因和蛋白表达水平分别用荧光定量PCR和Western blot法进行检测。结果与结论：①PLGA中加入适量HA可以提高支架的力学强度,且在HA含量为10%时效果最佳,拉伸强度为(1.67±0.37) MPa;压缩模量为(4.17±1.62) MPa,且会在支架表面形成纳米结构;该微结构可以促进骨髓间充质干细胞在支架表面的黏附;②ICA不会影响骨髓间充质干细胞在复合支架上的增殖,且1.00 µmol/L ICA水溶液浸泡后的ICA/HA/PLGA复合支架具有最优的成骨分化功能,其碱性磷酸酶活性、骨钙素活性、成骨相关基因和蛋白(Runx-2和COLⅠ)的表达水平均最高;③ICA/HA/PLGA复合支架无细胞毒性;④结果表明,HA(10%)/ICA(1.00 µmol/L)/PLGA支架具有良好的机械性能、成骨作用和生物相容性,是一种具有良好应用潜力的骨组织工程支架。ORCID: 0000-0002-9770-9109(王德欣) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

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10~100 µm;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。     

聚乳酸/羟基磷灰石膜与人羊膜基质细胞联合构建骨组织工程细胞/支架复合体*☆◆

背景：前期研究通过静电纺丝技术获得的聚乳酸/羟基磷灰石膜有利于细胞的贴附和生长。 目的：分析电纺聚乳酸/羟基磷灰石膜和人羊膜基质细胞构建骨组织工程细胞/支架复合体的可行性。 方法：利用MTT法检测聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜浸提液对人羊膜基质细胞增殖的影响;将第3代人羊膜基质细胞培养于含聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜的成骨诱导培养液中,进行组织学检查及免疫荧光细胞化学染色检测。 结果与结论：聚乳酸和聚乳酸/羟基磷灰石膜浸提液对人羊膜基质细胞均无明显细胞毒性。与两种膜材料复合培养后,人羊膜基质细胞细胞增殖明显,可观察到钙化结节的形成,钙化结节处细胞Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶表达阳性,且聚乳酸/羟基磷灰石膜组细胞钙化结节数量及成熟程度优于聚乳酸组。说明电纺聚乳酸/羟基磷灰石膜与人羊膜基质细胞可以共同构建成细胞/支架复合体,具有应用于骨组织工程的潜力。     

体外构建组织工程骨-软骨复合组织

背景：设计一体化、具有过渡结构的双层支架材料,复合软骨细胞、骨髓间充质细胞,有利于新生的骨与软骨组织之间形成良好界面。 目的：模仿自然骨-软骨基质构建复合支架,以软骨细胞和骨髓间充质干细胞为种子细胞,体外观察复合组织的成软骨及成骨能力。 方法：制备明胶-硫酸软骨素-透明质酸及明胶-陶瓷化骨多孔复合支架,构建自然骨-软骨基质复合支架,复合兔软骨细胞与骨髓间充质干细胞,分未成骨诱导与成骨诱导两组培养,并进行MTT、糖胺多糖含量、碱性磷酸酶活性检测,以及苏木精-伊红染色检测。 结果与结论：未成骨诱导与成骨诱导两组骨髓间充质干细胞增殖及糖胺多糖含量差异无显著性意义。未成骨诱导组碱性磷酸酶活性缓慢上升,成骨诱导组诱导后碱性磷酸酶活性迅速上升,14 d时达到稳定状态。两组苏木精-伊红染色结果无明显区别,均已形成含有双层组织的类似骨-软骨样组织,其间可见未降解支架形态,但由于基质形成不完善及支架未完全降解,此种结构不成熟,细胞分布不均匀,支架内部可见散在无细胞区域。证实采用两种细胞与双层结构的支架经体外分层复合能够形成组织工程骨软骨复合组织。     

Electrospinning of aniline pentamer-graft-gelatin/PLLA nanofibers for bone tissue engineering

Blends of aniline pentamer-graft-gelatin (AP-g-GA) and poly(l-lactide) (PLLA) were electrospun to prepare uniform nanofibers as biomimetic scaffolds. The nanofibers exhibited good electroactivity, thermal stability and biodegradability. The biocompatibility of the nanofibers in vitro was evaluated by the adhesion and proliferation of mouse preosteoblastic MC3T3-E1 cells. The cellular elongation was significantly greater on electroactive AP-g-GA/PLLA nanofibers than on PLLA nanofibers. Moreover, the AP-g-GA/PLLA nanofibers stimulated by an electrical pulsed signal could promote the differentiation of MC3T3-E1 cells compared with pure PLLA nanofibers. Our results demonstrated that the biodegradable and electroactive AP-g-GA/PLLA nanofibers had potential application in vivo as bone repair scaffold materials in tissue engineering.     

Preparation and characterization of gelatin-bioactive glass ceramic scaffolds for bone tissue engineering

Macroporous composite scaffolds comprising of gelatin and glass ceramic has been fabricated and characterized for bone tissue engineering applications. Gelatin scaffold with varying glass-ceramic content was fabricated using lyophilization technique. The microstructure, compressive strength, bioactivity, biodegradation and biocompatibility of the fabricated scaffolds were evaluated. The scaffolds presented macroporous pore size with porosity varying from 79 to 84%. The compressive strength was enhanced by glass ceramic addition and the scaffolds exhibited strength in the range of 1.9 to 5.7?MPa. The obtained strength and porosity was in the range of cancellous bone. The dissolution of gelatin scaffolds was optimized by an additional in situ glutaraldehyde crosslinking step and further by glass-ceramic addition. The composite scaffolds showed good apatite-forming ability in vitro. Biocompatibility and osteogenic ability of the scaffolds were analyzed in vitro by cell adhesion study, alkaline phosphatase activity and Alizarin S staining. The obtained results revealed the composite scaffolds possessed enhanced osteogenic ability and good cell adhesion properties. The developed scaffold is a prospective candidate as a biomaterial for bone tissue engineering.     

Regenerated silk fibroin scaffold and infrapatellar adipose stromal vascular fraction as feeder-layer: a new product for cartilage advanced therapy

Articular cartilage has limited repair and regeneration potential, and the scarcity of treatment modalities has motivated attempts to engineer cartilage tissue constructs. The use of chondrocytes in cartilage tissue engineering has been restricted by the limited availability of these cells, their intrinsic tendency to lose their phenotype during the expansion, as well as the difficulties during the first cell adhesion to the scaffold. Aim of this work was to evaluate the intra-articular adipose stromal vascular fraction attachment on silk fibroin scaffold to promote chondrocytes adhesion and proliferation. Physicochemical characterization has demonstrated that three-dimensionally organized silk fibroin scaffold is an ideal biopolymer for cartilage tissue engineering; it allows cell attachment, scaffold colonization, and physically cell holding in the area that must be repaired; the use of adipose-derived stem cells is a promising strategy to promote adhesion and proliferation of chondrocytes to the scaffold as an autologous human feeder layer.     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。 目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。 方法：以“关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性”为中文关键词,以“ tissue enginneering ,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。 结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

体外构建人工仿生骨膜

背景：小肠黏膜下层既具有良好的生物相容性和降解性,又富含多种生长因子,能明显促进细胞的黏附、增殖及分化,在国外已被广泛应用于骨与软骨、血管、皮肤、膀胱、平滑肌及胰岛等组织的修复,且已表现出良好的组织工程化细胞支架性能。 目的：探讨兔骨髓间充质干细胞经体外诱导成成骨细胞与猪小肠黏膜下层复合构建组织工程骨膜的可行性。 方法：采用贴壁筛选法分离2周龄健康新西兰大白兔骨髓间充质干细胞,并进行体外扩增培养、诱导分化及鉴定。将经成骨诱导分化的骨髓间充质干细胞与猪小肠黏膜下层复合构建组织工程骨膜,观察细胞在生物材料上的附着、生长、增殖情况。 结果与结论：接种5 d后,细胞散在附着于小肠黏膜下层材料上,细胞形态呈圆形,细胞之间无连接;10 d后细胞之间形成桥粒连接,成骨细胞伸出突起,与小肠黏膜下层贴附;15 d后细胞增殖,分泌基质,在小肠黏膜下层表面形成多层细胞组成的复层膜样结构。表明将骨髓间充质干细胞诱导成成骨细胞后与猪小肠黏膜下层复合可构建组织工程骨膜,有可能成为理想的组织工程支架材料。