定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架与犬骨髓基质细胞的体外复合培养

背景：聚羟基乙酸、聚乳酸均属于脂肪族聚酯,是一种具有一定机械强度和良好成型性能的生物可降解材料,在体内无毒,不聚积,且有良好的生物相容性。目的：应用CAD、CAM、快速成型和激光扫描技术等组成的数字医学系统制作聚羟基乙酸/聚乳酸三维仿真的下颌支髁突形态模型,并检测其细胞生物相容性。方法：通过CT扫描获得犬头颅骨影像信息,以CAD和CAM实现下颌骨髁突形态的三维重建影像,快速成型技术获得下颌骨髁突的树脂阳模。阴阳模转换获得相应石膏阴模,聚羟基乙酸/聚乳酸在阴模内成型。抽取犬髂骨骨髓获得骨髓基质细胞,与定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架在体外复合培养,检测支架材料的生物相容性。结果与结论：定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型比较,当测试点误差小于1.0mm时,复合率大于95%。通过CAD、CAM、快速成型技术、预压成型技术和激光扫描技术等组成的数字医学系统可实现颅颌面下颌骨髁突形态结构聚羟基乙酸/聚乳酸生物材料的三维仿真。体外复合培养结果表明,定制型聚羟基乙酸/聚乳酸支架和骨髓基质细胞具有良好的生物相容性。     

应用三维成像和快速成型技术构建犬下颌髁突模型

背景：颅颌面骨为不规则骨,具有复杂的三维立体结构。对于颅颌面的骨缺损,进行个性化精确修复十分重要。计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术是近年发展起来的高新技术,通过这些技术可以实现颅颌面个性化骨形态结构的三维仿真。目的：设计一个由计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术组成的数字医学系统,以实现生物材料对下颌骨髁突等形态的三维模拟。方法：通过CT扫描获得犬头颅影像信息,计算机辅助设计、计算机辅助制造实现下颌骨形态的三维重建影像,影像数据输入三维打印机,快速成型获得下颌骨髁突的树脂阳模。阴阳模转换获得相应石膏阴模,聚羟基乙酸/聚乳酸阴模内成型,激光三维表面扫描检测聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度。结果与结论：聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度检测结果显示,当测试点误差小于1.0mm时,复合率大于95%。提示通过这套数字医学系统,可实现颅颌面骨形态结构生物材料的三维仿真,为下颌骨骨缺损的精确修复打下基础。     

应用三维成像和快速成型技术构建犬下颌髁突模型

背景:颅颌面骨为不规则骨,具有复杂的三维立体结构。对于颅颌面的骨缺损,进行个性化精确修复十分重要。计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术是近年发展起来的高新技术,通过这些技术可以实现颅颌面个性化骨形态结构的三维仿真。目的:设计一个由计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术组成的数字医学系统,以实现生物材料对下颌骨髁突等形态的三维模拟。方法:通过CT扫描获得犬头颅影像信息,计算机辅助设计、计算机辅助制造实现下颌骨形态的三维重建影像,影像数据输入三维打印机,快速成型获得下颌骨髁突的树脂阳模。阴阳模转换获得相应石膏阴模,聚羟基乙酸/聚乳酸阴模内成型,激光三维表面扫描检测聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度。结果与结论:聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度检测结果显示,当测试点误差小于1.0mm时,复合率大于95%。提示通过这套数字医学系统,可实现颅颌面骨形态结构生物材料的三维仿真,为下颌骨骨缺损的精确修复打下基础。     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

背景：传统的方法修复软骨损伤,易发生退变。聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,可根据需要调节降解速度等性能,可能在修复软骨损伤方面具有应用前景。目的：观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。方法：选取2月龄新西兰兔骨髓培养,诱导间充质干细胞向软骨细胞分化。第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物。建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4,8,12,24,36,48周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。结果与结论：聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,软骨细胞分布较均一,色泽与正常软骨相似,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,细胞呈团状,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,具有良好的应用前景。     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

背景:传统的方法修复软骨损伤,发生退变.聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,根据需要调节降解速度等性能,能在修复软骨损伤方面具有应用前景.目的:观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性.方法:选取2月龄新西兰兔骨髓培养,导间充质干细胞向软骨细胞分化.第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物.建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,18膝造成缺损后留作空白对照.术后4,,12,4,6,8周取材,大体及组织学观察,织学评分.结果与结论:聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,骨细胞分布较均一,泽与正常软骨相似,正常软骨界限消失,面细胞平行于关节面,层细胞排列紊乱,胞呈团状,质异染广泛,骨下骨形成及潮线恢复正常,周围正常软骨连接良好.而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,部为纤维组织.提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,有良好的应用前景.     

改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架的细胞亲和性

背景:聚乳酸-羟基乙酸是一种较好的细胞支架材料,但细胞亲和性较差、机械强度不够等缺点又限制了它的应用.因此,聚乳酸类支架材料的改性是非常必要的.目的:研究改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合生物支架的细胞亲和性.设计、时间及地点:体外对比观察实验,于2005-02/12在遵义医学院中心实验室完成.材料:利用多聚赖氨酸对聚乳酸-羟基乙酸改性后与Ⅰ型胶原构成复合生物支架.方法:将改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合支架与聚乳酸-羟基乙酸支架各12块,分别放入2块24孔培养板中,每孔加1×1011 L-1 第2代兔耳软骨细胞悬液100μL.在37℃、体积分数为5%CO2培养箱中培养4h后,每孔加1 mL含血清DMEM培养24 h.主要观察指标:①倒置显微镜下观察改性前后支架空间结构.②观察改性后支架吸附细胞的形态结构.③计算改性前后支架对兔耳软骨细胞的吸附率.结果:改性后复合支架的粗糙度增加,其细胞吸附率明显高于聚乳酸-羟基乙酸支架组(P＜0.05),细胞形态结构较好.结论:改性聚乳酸-羟基乙酸/Ⅰ型胶原复合生物支架具有较好的细胞亲和性.     

两种新型支架材料的细胞相容性

背景:利用骨组织工程原理,通过观察成骨细胞在生物材料上的形态、测定成骨细胞在生物材料上的黏附率等方法,可评估生物支架材料的生物相容性.目的;通过扫描电子显微镜下细胞-生物材料的观察和细胞-生物材料黏附率的测定,探讨骨组织工程材料的细胞相容性.设计、时间及地点:动物实验,成骨细胞形态学观察,于2007-02/2007-09在华南理工大学材料科学与工程学院生物材料研究所教育部重点实验室完成.材料:健康SD乳鼠30只,2种支架材料分别是:复合海藻酸钠和聚乳酸羟基乙酸的磷酸钙骨水泥以及卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸,生物活性玻璃复合支架.方法:取SD乳鼠颅骨成骨细胞,经体外培养、扩增,与两种新型可降解生物活性支架材料进行复合,通过扫描电镜观察细胞形态并测定细胞在生物材料上的黏附率.主要观察指标:观察接种于生物材料表面上的成骨细胞形态、黏附情况.对生物材料生物相容性进行描述.结果:生物活性材料与细胞复合后,材料出现了矿化,同时在海藻酸钠,聚乳酸羟基乙酸磷酸钙骨水泥通过扫描电镜观察发现其上游生长形态良好的成骨细胞;成骨细胞在生物卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸生物活性玻璃上的黏附率最高达到了95.2%.结论:从细胞形态和细胞黏附率上看,海藻酸钠/聚乳酸羟基乙酸磷酸钙骨水泥和生物卵磷脂改性聚乳酸羟基乙酸生物活性玻璃具有较好的生物相容性.     

β-磷酸三钙复合有机高分子聚合物骨支架材料：制备及应用中的问题

背景：通过研究发现,将β-磷酸三钙与其他高分子化合物复合,可以提高其力学强度和组织相容性,符合临床应用的要求。
　　目的：评价骨组织工程复合支架的选择和制备方法,并叙述面临的问题。
　　方法：由第一作者应用计算机检索2002至2014年PubMed数据库、GOOGLE学术数据库、CNKI数据库、万方数据库、维普数据库,中文检索词为“β-磷酸三钙或β-TCP,聚乳酸-羟基乙酸共聚物,聚乳酸,制备,骨组织工程支架”,英文检索词为“β-tricalcium phosphate,PLGA,PLA,scaffold,prepare”。
　　结果与结论：为了解决骨移植中骨量不足的问题,聚乳酸-羟基乙酸共聚物/聚乳酸复合β-磷酸三钙材料作为骨组织工程支架材料已取得较大的进展,目前可采用微球烧结、纤维黏结、溶剂浇铸/粒子沥滤、乳化/冷冻干燥技术、气体发泡法、相分离技术、快速成型技术和静电纺丝等方法制备复合有机高分子聚合物的支架。聚乳酸-羟基乙酸共聚物/聚乳酸与β-磷酸三钙复合支架可定制,可以通过改进制造技术、工艺等问题,以满足不同的骨组织工程应用需求。     

改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸复合骨髓基质干细胞修复兔桡骨缺损

背景:前期试验证实骨髓基质干细胞能够在改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料表面黏附、增殖,该材料具有良好的生物安全性。目的:观察骨髓基质干细胞与改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸材料复合修复兔桡骨缺损的效果。方法:建立兔15mm桡骨缺损模型,随机分为3组:空白对照组不进行任何处理,实验组植入改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸+骨髓基质干细胞组织工程化骨,对照组植入单纯改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸支架材料。结果与结论:①X射线评价:术后1～12周,实验组骨缺损修复程度及速度明显优于空白对照组与对照组(P<0.05)。②组织学检测:实验组术后4周即可观察到新生骨和纤维组织长入材料空隙,局部形成陷窝结构;8周时新生骨组织增多,部分可观察到成熟的骨小梁结构;12周时可见大量成熟骨细胞,骨小梁排列紧密,移植材料逐步被新生骨取代,与正常骨组织形态基本一致,且骨小梁出现时间早于空白对照组与对照组。说明骨髓基质干细胞复合改性纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚羟乙酸构建的组织工程化骨能够促进骨缺损处新骨的生成,较单纯支架材料具有明显优势。     

生长因子缓释系统复合纳米支架材料修复犬下颌骨缺损*

背景:支架材料联合细胞因子构建组织工程骨不受血管化和细胞培养因素的限制,这种构建模式可能诱导出较大体积的实用型组织工程骨.目的:观察壳聚糖纳米微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合生长因子缓释支架修复犬下颌骨临界骨缺损的能力.方法:取杂种犬12条,制作双侧下颌骨临界骨缺损模型,一侧植入复合生长因子骨形态发生蛋白2、转化生长因子β1及血管内皮生长因子165的壳聚糖纳米微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸缓释支架(实验组),另一侧植入壳聚糖纳米微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸缓释支架(对照组),术后4,8,12周取下颌骨标本行X 射线、组织学及免疫组织化学检查.结果与结论:实验组术后不同时间点X射线灰度值及骨钙素积分吸光度值均高于对照组(P <0.05),表明复合生长因子的支架材料修复骨缺损的成骨能力优于未复合生长因子的支架材料.组织学观察结果显示,实验组术后不同时间点成骨时间及效果均优于对照组,表明复合生长因子骨形态发生蛋白2、转化生长因子β1及血管内皮生长因子165的壳聚糖纳米微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸缓释支架可更快更有效地促进骨缺损修复.     

细胞培养法评价镁合金能化型共聚酯涂层的生物相容性

背景:与聚乳酸、聚羟基乙酸和乳酸-羟基乙酸共聚物等生物材料相比,3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯结构多元化,具有更好的生物相容性能、生物可降解性和热加工性能。目的:采用细胞培养法评估含不同质量浓度阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯涂层的生物相容性。方法:室温下使用乙酸乙酯配制含0(对照组),50,100,130,150g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯,观察成膜外观。通过MTT吸光度检测、荧光显微镜观察以及扫描电镜观察方法对比评估骨髓间充质干细胞在其表面的生长状态。结果与结论:含50g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯成膜后外观均匀半透明,未见白色结晶析出物,含100,130,150g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯在成膜后均出现点状白色结晶物。MTT吸光度检测表明含50,100g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯均能较好地促进骨髓间充质干细胞生长;荧光显微镜及扫描电镜观察均见骨髓间充质干细胞能够在含50,100g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯表面黏附生长。说明含50g/L阿魏酸的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯最适合作为镁合金的涂层材料。     

透明质酸改性的聚乳酸支架

背景:聚乳酸材料不具备细胞外基质材料的良好细胞亲和性能,采用化学方法将透明质酸交联制得的水凝胶具有良好的生物相容性。目的:以透明质酸对新型多孔隙率聚乳酸支架的进行改性,观察改性后支架的细胞相容性的改变。方法:采用盐析法制备出高孔隙率聚乳酸支架,采用低浓度NaOH进行表面轻度水解后,利用EDC和透明质酸进行支架的改性。结果与结论:透明质酸改性聚乳酸支架在扫描电镜下显示为多微孔的三维立体结构,孔壁及界面平滑,孔隙之间可见更细小微孔相连。改性聚乳酸支架水滴渗入较快,改性后多孔支架的保水能力与吸水能力得到明显的改善;透明质酸改性聚乳酸支架上细胞黏附及增殖优于未改性聚乳酸支架。透明质酸改性聚乳酸组软骨细胞生长密度及基质分泌更加旺盛。表明透明质酸改性聚乳酸多孔支架仍保持多孔的三维结构,其水亲和力、吸水能力、保水能力和细胞相容性均得到明显改善。     

聚乳酸类缓释型支架材料的研究与应用意义

目的聚乳酸是具有良好的生物相容性和生物降解特性的聚合物,是美国食品和药品管理局(FDA)认可的一类可植入体内的生物材料.细胞因子在组织工程骨构建中的促进成骨、血管化等作用越来越受到广泛关注.但外源性细胞因子在体内半衰期较短,不能在骨修复局部聚集和保持相对较高浓度.主要分析聚乳酸及其衍生化合物材料可作为多肽及蛋白质类药物的载体,通过其自身降解来调节药物释放,用于骨组织工程研究的研究现状与应用前景.资料来源应用计算机检索Medline 1993/2004文章,检索词为"polylactic acid,bone morphogenetic protein,vascular endothelial growth factor,TGF-β",限定语言English;检索中国期刊网1993/2004医药卫生类文章,限定语言种类中文.资料选择纳入标准①有关聚乳酸及其衍生物构建骨组织工程支架的研究.②聚乳酸类支架负载细胞因子研究.排除标准①陈旧文献.②重复研究.资料提炼共收集到96篇与聚乳酸组织工程支架相关文献,其中23篇纳入引用. 资料综合①聚乳酸/聚乳酸和聚羟基乙酸的共聚物是一种良好的可生物降解的控释骨架,且具有支架和缓释的双重作用.聚乳酸是最早作为骨、软骨组织工程的支架材料,也是目前运用最广泛的骨组织工程材.②骨形态发生蛋白是应用于骨组织工程最多的因子,负载、缓释骨形态发生蛋白的聚乳酸类支架研究最为深入,未见血管内皮生长因子负载于聚乳酸类支架材料研究.结论对于可缓释多种因子的聚乳酸类支架材料的开发与应用已经成为骨组织工程支架新的热点.     

Six bioabsorbable polymers: in vitro acute toxicity of accumulated degradation products.

Bioabsorbable polymer implants may provide a viable alternative to metal implants for internal fracture fixation. One of the potential difficulties with absorbable implants is the possible toxicity of the polymeric degradation products especially if they accumulate and become concentrated. Accordingly, material evaluation must involve dose-response toxicity data as well as mechanical properties and degradation rates. In this study the toxicity and rates of degradation for six polymers were determined, along with the toxicity of their degradation product components. The polymers studied were poly(glycolic acid) (PGA), two samples of poly(L-lactic acid) (PLA) having different molecular weights, poly(ortho ester) (POE), poly(epsilon-caprolactone) (PCL), and poly(hydroxy butyrate valerate) (5% valerate) (PHBV). Polymeric specimens were incubated at 37 degrees C in 0.05 M Tris buffer (pH 7.4 at 37 degrees C) and sterile deionized water. The solutions were not changed during the incubation intervals, providing a worst-case model of the effects of accumulation of degradation products. The pH and acute toxicity of the incubation solutions and the mass loss and logarithmic viscosity number of the polymer samples were measured at 10 days, 4, 8, 12, and 16 weeks. Toxicity was measured using a bioluminescent bacteria, acute toxicity assay system. The acute toxicity of pure PGA, PLA, POE, and PCL degradation product components was also determined. Degradation products for PHBV were not tested. PGA incubation solutions were toxic at 10 days and at all following intervals. The lower molecular weight PLA incubation solutions were not toxic in buffer but were toxic by 4 weeks in water.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

透明质酸改性的聚乳酸支架

背景：聚乳酸材料不具备细胞外基质材料的良好细胞亲和性能,采用化学方法将透明质酸交联制得的水凝胶具有良好的生物相容性。目的：以透明质酸对新型多孔隙率聚乳酸支架的进行改性,观察改性后支架的细胞相容性的改变。方法：采用盐析法制备出高孔隙率聚乳酸支架,采用低浓度NaOH进行表面轻度水解后,利用EDC和透明质酸进行支架的改性。结果与结论：透明质酸改性聚乳酸支架在扫描电镜下显示为多微孔的三维立体结构,孔壁及界面平滑,孔隙之间可见更细小微孔相连。改性聚乳酸支架水滴渗入较快,改性后多孔支架的保水能力与吸水能力得到明显的改善;透明质酸改性聚乳酸支架上细胞黏附及增殖优于未改性聚乳酸支架。透明质酸改性聚乳酸组软骨细胞生长密度及基质分泌更加旺盛。表明透明质酸改性聚乳酸多孔支架仍保持多孔的三维结构,其水亲和力、吸水能力、保水能力和细胞相容性均得到明显改善。     

雪旺细胞与周围神经组织工程

雪旺细胞(SchwannCell,SC)是周围神经系统特有的胶质细胞,不仅是支持保护轴突、维持周围神经的正常功能与良好微环境的重要因素,而且在周围神经损伤、再生与修复中也起着关键作用.目前多从幼年动物周围神经或成年动物瓦勒变性神经获取、培养SC,并与聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)等材料粘附、复合,预构成含SC的人工神经导管,引导轴突再生.但组织工程化人工神经、修复临床周围神经缺损的研究仍有待深入.     

聚乙交酯编织型泌尿管支架的制备工艺

背景:尿道重建和修复除了需要合适的材料,更需要一种新的工艺和支架形式,其既可以仿生尿道的外观形态,又可以提供细胞生长的有利环境.目的:探讨聚乙交酯材料制备编织型泌尿管支架的制备工艺.方法:采用48tex聚乙交酯长丝作为泌尿管支架的材料,由7股复丝组成,不加捻度,其中每根复丝中包含12根单纤.用二维三轴向的编织法构造,在95℃下,热定型5 min,热定型后,采用浸渍法涂层30 min,晾干后冷冻干燥4 h.结果与结论:首次采用纺织的编织工艺方法,进行仿生模拟成型,所制得的聚乙交酯编织型泌尿管支架的孔隙率均在90%以上,满足泌尿管孔隙率的要求.     

聚乳酸的合成方法

聚乳酸是一类具有优良生物相容性和可生物降解的高分子材料，被广泛应用于医用领域，受到越来越多的关注。聚乳酸的合成主要有两种方法：丙交酯的开环聚合和乳酸直接缩聚。综述近年来聚乳酸合成研究的最新进展，介绍了聚乳酸聚合的两种高效方法-反应挤出法和直接-固相聚合法．并展望了聚乳酸合成研究的前景。