聚乙烯醇-海藻酸钙组织工程复合支架的性能

背景:将不同相对分子质量及醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钙复合,可形成具有高含水率和适宜膨胀率的组织工程支架材料,形成的多孔结构适用于组织工程支架的细胞培养。目的:采用不同成型方法分别制备聚乙烯醇-海藻酸钙复合支架材料薄膜、颗粒、海绵,探讨其作为组织工程支架材料的可行性,并找出综合性能理想的配比。方法:将不同重均分子质量和醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钠按一定比例复合,制备聚乙烯醇-海藻酸钙复合支架。测定复合支架的含水率和膨胀率,利用扫描电镜观察样品横截面的组织形态。结果与结论:通过改变聚乙烯醇的重均分子质量、醇解度和海藻酸钠的用量,得到不同配比的复合支架,含水率在48%～93%范围,膨胀率在120%～470%范围。扫描电镜观察显示,复合材料内部组织形态结构形成多孔结构,当聚乙烯醇重均分子质量为24000,61500时,形成的孔形态结构最好。海藻酸钠用量较少时,复合支架薄膜的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=3:1时孔结构形态最佳;海藻酸钠用量较大时,复合支架海绵的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=1:4,m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=1:6时最佳,材料蓬松多孔,结构规整,且孔分布均匀,满足组织工程多孔支架材料的需要。     

不同质量配比壳聚糖/聚乙烯醇复合材料组织工程支架的制备:结构及性能比较

背景:聚乙烯醇具有与人体组织相近的含水量、良好的生物相容性和较高的机械强度,适合作为组织工程基质材料。但如何改善其细胞亲和性,是将其作为组织再生支架材料的关键。目的:制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架,探讨其作为修复人体损伤组织或器官组织工程支架材料的可行性。方法:将固定相对分子质量和醇解度的聚乙烯醇124与固定脱乙酰度的壳聚糖按不同质量配比复合,分别用成膜法、成颗粒法、冷冻干燥法制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架。测定复合膜的透光率、含水率、膨胀率;测定复合颗粒和复合海绵的含水率;并用扫描电镜观察复合支架横截面的形貌。结果与结论:通过改变复合支架中壳聚糖与聚乙烯醇和含量,制备7种不同质量配比的复合支架。成膜法制备的复合支架,其透光率为70%～80%,含水率为121.2%～162.5%,膨胀率为60.3%～133.7%;成颗粒法和冷冻干燥法制备的复合支架,其含水率分别为82.0%～461.2%和280.8%～1939.0%。聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,复合支架的综合性能最好。扫描电镜观察显示,聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,用冷冻干燥法制备的复合支架其内部结构规整,呈蓬松纤维状,有较好的力学性能和较高的含水率。     

胶原-壳聚糖/bFGF培养人成纤维细胞生物特性研究

目的：研究一种适于人成纤雏细胞生长的组织工程支架材料，确定碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的用量。材料与方法：采用胶原与壳聚糖整合bFGF做为人成纤维细胞生长的支架材料，用体外细胞培养法确定胶原与壳聚糖在材料中的配比，用体外细胞相容性直观法观察材料与人成纤维细胞的相容性。结果：选择出了胶原与壳聚糖在材料中较佳的配比，确定了bFGF在材料中的用量范围．人成纤维细胞在胶碌一壳聚糖／bFGF膜持续生长繁殖，具有生物降解性。材料与细胞呈低毒性反应。结论：胶原—壳聚糖／bFGF可做为组织工程的支架材料。     

胶原-壳聚糖复合材料作为组织工程支架的研究

目的 本研究考察壳聚糖对于胶原膜理化性质的影响,选择合适比例的胶原-壳聚糖复合膜作为骨髓间充质干细胞（BMSCs）载体.方法 胶原溶涨液中添加一定比例的壳聚糖,交联并冷冻干燥制备多孔组织工程支架,研究壳聚糖对胶原膜形态学、孔隙率、机械强度、降解特性等理化性质的影响,并初步探讨了胶原-壳聚糖材料作为组织工程三维支架材料与BMSCs的相容性.结果 制备的胶原-壳聚糖支架孔径分布均匀;相对于单纯胶原海绵支架,胶原-壳聚糖复合材料支架降低体外降解速度,提高支架材料的力学性能,稳定支架的结构.BMSCs种植于胶原-壳聚糖（mCol∶mCS=9∶1）支架14 d时,SEM观察到细胞通过微绒毛与支架纤维复合,细胞相容性好.结论 胶原-壳聚糖复合支架有良好的细胞相容性,作为BMSCs诱导体外支架材料具有好的研究前景.     

透明质酸改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架力学特性及成骨细胞的增殖

背景：组织工程中,种子细胞需依赖于细胞外基质的存在才能发挥功能。因此支架材料的选择具有重大意义。 目的：制备一种新型改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架,优化易于细胞黏附的组织工程支架材料工艺。 方法：壳聚糖与透明质酸进行交联,红外和差示扫描量热图谱检测其结构;改性壳聚糖与胶原按1∶2,1∶1和2∶1制备3种改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架,将复合支架与成骨细胞MC3T3-E1联合培养,CCK-8法检测增殖,绘制生长曲线。 结果与结论：透明质酸和壳聚糖以酰胺键形成交联的新化合物,孔径在50~250 μm之间,孔隙率随着胶原水平、弹性模量的增加而增加,而密度则减少;增加胶原的含量在细胞联合培养初期有利于细胞对支架的黏附和增殖,但从第10天开始,3种样品中细胞数量相差不大,均出现平台期;苏木精-伊红染色发现成骨细胞在培养初期沿着支架材料内部空隙贴壁生长,随着培养天数的增加,贴壁细胞呈集落样生长,可明显看到细胞间连接。说明透明质酸改性壳聚糖/胶原/纳米羟基磷灰石复合材料可以作为骨支架材料供成骨细胞黏附、增殖,其中胶原与壳聚糖的体积比为1∶1为较优配比。     

新型壳聚糖-胶原支架与牙周膜细胞的生物相容性

背景：目前胶原作为牙周组织工程支架材料仍具有机械强度差、降解速度快等缺点,将其与壳聚糖复合可改善上述问题。 目的：评估新型壳聚糖-胶原支架材料的体外生物相容性。 方法：通过MTT法评估100%,75%,50%,25%壳聚糖-胶原支架材料浸提液对人牙周膜细胞的毒性。选择第4-6代生长状态良好的人牙周膜细胞与壳聚糖-胶原支架共培养,观察细胞在支架上的生长情况,并检测与壳聚糖-胶原支架复合培养前后人牙周膜细胞碱性磷酸酶活性的变化。 结果与结论：新型壳聚糖-胶原支架具有双层结构,一侧表面致密,一侧表面疏松多孔。MTT法检测不同浓度材料浸提液毒性评级为0或1级。扫描电子显微镜及组织学观察可见细胞在壳聚糖-胶原支架上增殖良好,且致密层可起屏障膜作用,阻挡细胞进入支架内部;复合培养24 h后,人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性与复合培养前无明显差异(P > 0.05),复合培养48,72 h后人牙周膜细胞的碱性磷酸酶活性高于复合培养前(P < 0.05)。以上结果提示新型壳聚糖-胶原支架具有良好的生物相容性及屏障功能,可进一步应用于牙周组织工程的研究。     

胶原-壳聚糖支架与软骨细胞的生长

背景：目前软骨支架材料的种类比较多,但还没有一种材料能完全符合软骨修复的要求。 目的：观察在混合材料胶原-壳聚糖支架中软骨细胞的生长情况。 方法：采用冷冻干燥法将质量分数为2%胶原与3%壳聚糖混合制备胶原-壳聚糖多孔支架。将分离培养的第2代兔软骨细胞接种到胶原-壳聚糖支架上,对照组将软骨细胞接种到无支架的培养板中。观察支架的孔隙率、吸水性及内部形态结构,MTT法检测软骨细胞在支架上的增殖情况,组织切片苏木精-伊红染色,扫描电镜观察细胞在支架的生长、贴附情况,RT-PCR检测细胞支架复合物蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达情况。 结果与结论：胶原-壳聚糖支架的吸水性为(80.0±0.55)%,孔隙率为(88.5±1.5)%,孔径为100~150 μm,复合细胞培养2周后,细胞增殖活力高,软骨细胞分泌的蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达明显高于对照组。说明质量分数为2%胶原与3%壳聚糖的混合支架适合软骨细胞生长和快速增殖,是一种良好的修复和重建软骨载体。     

rhBMP-2和bFGF复合至壳聚糖-Ⅰ型胶原支架后在体外的降解和释放

目的： 探讨rhBMP-2和bFGF复合至壳聚糖-Ⅰ型胶原支架材料后在体外的释放规律。方法: 制备壳聚糖-Ⅰ型胶原支架及含rhBMP-2和bFGF的复合膜。扫描电镜观察测量支架孔径；体外观察降解情况,在不同时点收集浸出液，ELISA检测因子的释放浓度；观察浸出液对牙周膜细胞的影响。结果： 复合膜呈疏松多孔海绵状，高、中、低3种壳聚糖-Ⅰ型胶原支架平均孔径分别为（106±17）μm、（141±13）μm和（173±11）μm ；复合膜在含溶菌酶的PBS中可以降解，壳聚糖浓度越高支架降解越慢，rhBMP-2和bFGF的释放开始为“爆发性”，此后释放逐渐减慢，最后在低浓度可缓慢而持久地释放，壳聚糖浓度越高的复合支架，因子释放越慢越持久。与含溶菌酶的PBS间接接触的因子层随着其表面支架的降解而逐渐释放因子，释放延迟时间和表面支架的降解速度有关。复合bFGF因子支架的浸出液作用于HPDLCs，可以明显促进细胞的增殖。结论： 壳聚糖-Ⅰ型胶原复合因子支架体外可以降解并释放因子，降解和因子释放速度与壳聚糖的浓度密切相关；可以通过分层制作复合因子支架来控制因子有序释放，所释放的因子具有正常生物学功能。     

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。     

基因重组蛛丝蛋白-聚乙烯醇复合支架材料的制备

目的探讨致孔剂NaCl粒径和比例、变性剂和聚乙烯醇(PVA)等因素对基因重组蛛丝蛋白-PVA复合支架材料形态及性能的影响.方法基因重组蛛丝蛋白溶解于98%甲酸,采用冷冻干燥粒子滤沥法制备重组蛛丝蛋白-PVA复合多孔支架;采用扫描电子显微镜观察支架的形态;采用单纤维强力试验机测试支架机械性能.结果乙醇作变性剂制得的多孔支架力学性能较好,支架的断裂应力、断裂比强度均提高5倍以上,断裂伸长率可达12.21%.以粒径<500μm的NaCl为致孔剂制得的多孔支架力学性能较好.高分子材料PVA能明显改善重组蛛丝蛋白多孔支架的件能.结论重组蛛丝蛋白-PVA复合支架材料有望在组织工程领域得以应用.     

Property of Polyvinyl Alcohol-Calcium Alginate as Composite Scaffolds for Tissue Engineering

Objective:A novel PVA-CaAIg composite material by polyvinyl alcohol (PVA) and sodium alginate(SA) was fabricated to investigate the feasibility serving as a scaffold for tissue engineering and to find out the most ideal proportion according to their properties.Methods: Film,graininess and sponge scaffolds of PVA-CaAlg were fabricated by three different methods.Water content and swelling ratio were tested.SEM was used to observe the configuration of the cross section.Results:Different proportional scaffolds could be obtained with different PVA molecular weight,alcoholysis degree and different SA dosages.The water content of different scaffolds ranged from 48% to 93% and showed different inner configuration with swelling ratio between 120% and 470%.SEM proved that different composite materials had different porous structures.Conclusion:A scaffold for tissue engineering with high water content and proper swelling ratio can be fabricated using PVA and SA.The porous structure shows potential in tissue engineering and cell culture.     

Polyvinyl Alcohol-Collagen Composite with Glycosaminoglycan as Scaffolds for Tissue Engineering

The aim of this study is to prepare a PVA-GAG-COL composite material by polyvinyl alcohol （ PVA）, glycosaminoglycan （GAG） and collagen （COL） ,and to investigate the feasibility of serving as a scaffold for tissue engineering. PVA was blended with various amounts of GAG and COL. Different proportional scaffolds could be obtained with different molecular weight and alcoholysis degree of PVA and different amounts of GAG, which exhibited high water content （60% -95% ） and showed different inner configuration with swelling ratio （ 120% - 620% ）. SEM proved that different composite materials had different porous structures.     

Preparation and in vitro characterization of electrospun PVA scaffolds coated with bioactive glass for bone regeneration

An important objective in bone tissue engineering is to fabricate biomimetic three-dimensional scaffolds that stimulate mineralization for rapid regeneration of bone. In this work, scaffolds of electrospun poly(vinyl alcohol) (PVA) fibers (diameter = 286 ± 14 nm) were coated with a sol-gel derived bioactive glass (BG) and evaluated in vitro for potential applications in bone repair. Structural and chemical analyses showed that the BG coating was homogeneously deposited on the PVA fibers. In vitro cell culture studies showed that the BG-coated PVA scaffold had a greater capacity to support proliferation of osteogenic MC3T3-E1 cells, alkaline phosphatase activity, and mineralization than the uncoated PVA scaffold. The BG coating improved the tensile strength of the PVA scaffold from 18 ± 2 MPa to 21 ± 2 MPa, but reduced the elongation to failure from 94 ± 4% to 64 ± 5%. However, immersion of the BG-coated PVA scaffolds in a simulated body fluid for 5 days resulted in an increase in the tensile strength (24 ± 2 MPa) and elongation to failure (159 ± 4%). Together, the results show that these BG-coated PVA scaffolds could be considered as candidate materials for bone tissue engineering applications.     

A novel strontium-doped calcium polyphosphate/erythromycin/poly(vinyl alcohol) composite for bone tissue engineering

It is our goal to develop bactericidal bone scaffolds with osteointegration potential. In this study, poly(vinyl alcohol) (PVA) coating (7%) was applied to an erythromycin (EM)-impregnated strontium-doped calcium polyphosphate (SCPP) scaffold using a simple slurry dipping method. MicroCT analysis showed that PVA coating reduced the average pore size and the percentage of pore interconnectivity to some extent. Compressive strength tests confirmed that the PVA coating significantly increased material elasticity and slightly enhanced the scaffold mechanical strength. It was also confirmed that the PVA coatings allowed a sustained EM release that is controlled by diffusion through the intact PVA hydrogel layer, irrespective of the drug solubility. PVA coating did not inhibit the EM bioactivity when the scaffolds were immersed in simulated body fluid for up to 4 weeks. EM released from SCPP-EM-PVA composite scaffolds maintained its capability of bacterial growth (S. aureus) inhibition. PVA coating is biocompatible and nontoxic to MC3T3 preosteoblast cells. Furthermore, we found that SCPP-EM-PVA composite scaffolds and their eluants remarkably inhibited RANKL-induced osteoclastogenesis in a murine RAW 264.7 macrophage cell line. Thus, this unique multifunctional bioactive composite scaffold has the potential to provide controlled delivery of relevant drugs for bone tissue engineering.     

生物材料复合支架与运动性关节软骨缺损的修复

目的：探讨复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。 方法：以“关节软骨、生物材料、工程软骨、复合材料、复合支架”为中文关键词,以“ tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/2010-11)相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。 结果：共入选18篇文章进入结果分析。复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有显著优越性,具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。 结论：复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物支架材料应具有的综合特点,但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

多孔聚乙烯醇/明胶软骨组织工程支架复合材料的制备及其生物相容性

背景：以明胶为基体制备的组织工程支架材料具有良好的生物相容性和生物降解性能,但存在力学性能低,降解速率难以控制的缺陷。 目的：制备一种软骨组织工程支架材料多孔聚乙烯醇/明胶复合物,并检测其理化性能和生物相容性。 方法：采用乳化发泡法制备聚乙烯醇/明胶多孔支架,并通过电镜分析、力学测试、皮下植入实验,检测材料孔径和孔隙率、IR光谱、力学性能和生物相容性。 结果与结论：多孔材料内部呈三维网状多孔结构,孔径均匀,有相似的孔隙率61.8%,含水率44.6%,抗拉强度为(5.01±0.03) MPa,抗压强度为(1.47±0.36) MPa,有较好的力学性能,IR光谱分析表明材料内部结构均匀。皮下植入后,炎症反应逐渐减轻,囊壁逐渐变薄,并趋于稳定,提示多孔聚乙烯醇/明胶支架材料具有较好的生物相容性和力学性能。     

聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架材料的制备及性能

背景：目前明胶基组织工程支架材料存在力学性能低、生物相容性差、降解速率难以控制等缺陷。 目的：通过添加聚磷酸钙纤维和羟基磷灰石改善明胶支架材料的性能。 方法：以自制聚磷酸钙纤维和羟基磷灰石为添加材料,明胶为基体材料,以戊二醛为交联剂,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术制备配比为50/10/40的聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架复合材料。测试支架材料的物理力学性能,并观察其微观结构。 结果与结论：采用溶胶凝胶法制得的羟基磷灰石粉末结晶程度较差,经900 ℃下煅烧0.5 h后,可制得结晶程度较高的羟基磷灰石粉末。聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架材料具有三维、连通、微孔网状空间结构,孔隙率在65%-90%之间,满足软骨组织工程对其支架材料孔隙的要求。戊二醛的交联作用和聚磷酸钙纤维的增强作用,克服了明胶在制备多孔支架时容易收缩的缺点,制得高孔隙率三维连通的支架材料。     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用前景

背景：目前组织工程骨修复骨缺损在临床应用中较为关键的问题是建立血管网,为新骨的形成提供氧气及营养物质,并为机体提供代谢途径。 目的：综述近年组织工程骨支架材料的特点,并着重介绍复合支架材料的研究现状。 方法：以“骨组织工程,血管化,支架材料,复合支架材料”为中文检索词,以“bone tissue engineering, vascularization,scaffold,composite scaffold”英文检索词,应用计算机在中国期刊全文数据库和PubMed数据库检索2001年1月至2014年1月的相关文章,将所有文章进行初步筛选后,对保留的文章进一步详细分析、归纳并总结。 结果与结论：按照组织工程骨支架材料的来源不同,可将其分为人工合成材料、天然衍生材料和复合支架材料,单一支架材料难以作为最理想的材料修复骨缺损,复合支架材料能在不同程度上弥补单一支架材料的缺陷,因此近年来组织工程支架材料的发展由单一材料发展为复合材料,并呈现人工合成材料与天然材料有机结合的趋势。但复合支架材料在临床应用中仍然有许多尚待解决的问题,主要有控制复合材料比例,使材料降解速率与组织细胞的生长速率相适应,保持复合材料的多孔隙和高机械强度。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：     

丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石构建的骨组织工程支架

背景：丝素蛋白、壳聚糖及纳米羟基磷灰石均是天然材料,具有良好的生物活性和理化特性,作为人体组织工程材料已取得了一定的成果,但3种材料在单独应用的研究中还存在一定的缺陷。 目的：制作丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维支架材料,分析其特性。 方法：将丝素蛋白、壳聚糖、纳米羟基磷灰石分别配制成2%的溶液后,分别按照 1∶1∶0.5,1∶1∶1, 1∶1∶1.5 的体积比混合,采用冷冻干燥与化学交联技术制备成三维复合支架材料。检测三维复合支架的孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率,采用材料力学测验机测试干燥三维复合支架材料的拉伸和压缩弹性模量,采用扫描电镜检测三维复合支架的孔径。 结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架在干燥状态下呈白色,无特殊气味,为稳定固态的圆柱体,触之有明显的抗压能力和弹性。随着复合支架材料中纳米羟基磷灰石含量的增高,支架材料的孔隙率、吸水膨胀率、平均孔径呈逐渐减小趋势,热水溶失率及抗压能力表现出相反的趋势,结果显示以1∶1∶1体积比制作的支架更符合骨替代材料要求,其平均孔径为85.67 µm、吸水膨胀率的为(135.65±4.56)%、热水溶失率为(22.84±1.06)%,支架材料内部孔隙均匀,呈现网状结构,孔隙之间交通发达,网状结构本身约10 µm。