壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石复合材料支架的研究--成骨细胞培养

目的　研究大鼠颅骨成骨细胞在壳聚糖 -明胶网络 /羟基磷灰石 (CS- Gel/ HA)复合材料支架上的生长情况。方法　将原代培养大鼠颅骨成骨细胞第 3代 ,密度为 1.0 1× 10 6 / m l悬液 ,种植于孔隙率分别为85 .2 0 %、90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA支架材料中 ,利用细胞计数法检测种植后 3天 ,1、2及 3周的细胞增殖曲线 ,采用 HE和 von Kossa染色方法观察细胞生长、骨样组织形成和矿化沉积情况。结果　大鼠颅骨成骨细胞在孔隙率为 85 .2 0 %的支架中增殖较慢 ,在孔隙率为 90 .4 0 %和 95 .80 %的 CS- Gel/ HA复合材料支架上生长良好 ,增殖较快 ,周围分泌有大量细胞外基质 ,3周时局部已出现骨样组织 ,且细胞 /支架结构物有利于钙质沉积。结论　CS- Gel/ HA复合材料支架有望成为培养自体成骨细胞的材料 ,以重建新的骨组织     

碳纳米管/羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及细胞相容性研究

目的 设计一种多壁碳纳米管/纳米羟基磷灰石/壳聚糖(MWCNT/n-HA/CS)复合材料的骨组织工程支架,并对这种支架进行理化性质检测及细胞相容性评价。 方法 采用溶液共混、冷冻干燥法制备MWCNT/n-HA/CS支架。通过扫描电镜、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用陶瓷试验系统进行支架的机械性能检测,并评价MWCNT的加入对支架的影响。使用第3代兔骨髓间充质干细胞( BMSCs),使用扫描电镜检测支架对其粘附作用,采用MTT法检测细胞在支架上增殖,并评价碳纳米管的加入对支架的细胞相容性影响。评估设计的支架是否可用于骨组织工程。 结果 MWCNT/n-HA/CS支架具有明确的多孔结构,孔隙率高(87.26％),碳纳米管的加入可明显提高断裂强度（提高66％）,而对孔隙率无明显影响（下降3％）,对HA、CS的理化性质无明显影响。BMSCs在支架上粘附、增殖正常,且MWCNT具有促进细胞增殖能力。 结论 MWCNT/n-HA/CS支架具有较好的机械性能、合适的孔径大小、良好的细胞相容性,有望用于骨组织工程。     

仿生组装纳米羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及其生物相容性研究

目的 探讨以一种简单、廉价的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)复合材料,并评价其理化特征和生物相容性. 方法采用原位沉析和冷冻干燥法制备n-HA/CS支架,通过扫描电镜、组织切片染色、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用万能材料试验机分析材料的力学性能.采用材料浸提液和表面接种考察n-HA/CS复合材料对第3代人骨髓基质干细胞(hBMSCs)黏附、增殖的影响,评估其细胞相容性.将n-HA/CS复合材料植入新西兰大白兔背部肌袋,经组织学染色后评价其组织相容性. 结果 n-HA/CS复合材料具有多孔结构,孔隙率为(88.65±2.34)%,孔径为(112.63±20.47) μm,HA晶体颗粒长度为200～700 nm,且分散均匀;X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体.材料的断裂强度为(1.47±0.15)MPa,弹性模量为(37.52±3.43)kPa,可满足非负重部位骨修复要求.n-HA/CS材料浸提液未明显抑制hBMSCs的增殖,直接接种在n-HA/CS复合材料表面的细胞黏附、增殖功能正常;组织相容性实验也表明,植入4周后组织炎性反应明显减轻,12周后材料基本降解并由新生组织爬行替代. 结论采用原位沉析和冷冻干燥法制备的n-HA/CS复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望应用于组织工程骨的构建.     

纳米羟基磷灰石-壳聚糖骨组织工程支架的研究

目的以一种简单、有效的方法制备多孔的纳米羟基磷灰石(nano hydroxyapatite,nano-HA)-壳聚糖(chitosan,CS)复合支架,并评价其理化性能及与细胞相容性。方法采用原位复合-冷冻干燥方法,制备多孔nano-HA-CS支架。通过扫描电镜、透射电镜、X线衍射和傅立叶红外光谱分析支架的微观形貌及材料的组成。分离初生Wistar大鼠的成骨细胞,取传代培养第3代细胞分别与nano-HA-CS支架和纯CS支架共培养2、4、6、8h,各时间点各取4个样品,测定细胞在支架上的黏附率,并通过组织化学染色、扫描电镜观察细胞形态。结果nano-HA-CS复合支架具有多孔结构,孔径为100~500μm,大多数孔径为400~500μm。具有很高的孔隙率,随CS和HA含量的增加,孔隙率明显降低,密度升高。扫描电镜和透射电镜观察显示合成的HA晶体,晶粒大小为纳米级,在支架孔壁上均匀、连续分布如“铺路石”样。X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体。细胞相容性实验显示,成骨细胞在支架上黏附、增殖,并分泌纤维状细胞外基质;在复合支架上的黏附率明显高于纯CS支架。结论采用原位复合与冷冻干燥法结合制备的nano-HA-CS复合支架具有良好的理化性质和细胞相容性,有望应用于组织工程骨的构建。     

多孔钙磷陶瓷表面浸涂制备明胶/HA复合涂层

目的采用有机泡沫浸渍法制备β-磷酸三钙（β-TCP）多孔生物陶瓷，以明胶／羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）复合浆料对其进行表面浸涂处理。本研究旨在保证高孔隙率的前提下提高多孔支架的综合性能。方法利用X-射线衍射仪对β-TCP多孔生物陶瓷进行相组成分析，并研究多孔支架涂覆前后的孔隙率和孔隙特征的变化以及不同明胶／HA比例对支架性能的影响。结果β-TCP多孔生物陶瓷烧结后的主要成分为（Ca，Mg），（PO4）2和β-CaEP2O7。涂覆前后多孔支架的孔隙率并没有发生明显改变，但涂覆处理后表面粗糙度明显增大，涂层与支架具有良好的结合界面，涂层中有大量的微孔存在。结论涂覆处理在β-TCP多孔生物陶瓷支架孔隙率基本不变的情况下，成功地在其表面制备出明胶／HA复合涂层，随之形成的粗糙表面形貌，将有利于细胞的早期粘附。     

PLLA细胞支架的制备方法及形态结构的研究

目的 以聚乳酸为基质材料,分别用三种不同的方法,制备了细胞支架,并比较了制备方法对支架孔结构的影响.方法 分别用溶剂浇铸/致孔剂溶出法、固-液相分离法、液-液相分离法,制得了PLLA的多孔支架,测定其孔隙率及平均孔径,并观察其微观结构.结果 溶液浇铸/致孔剂溶出法可以调节致孔剂的用量及颗粒大小,制得符合设计要求的孔隙率及孔径的细胞支架.固-液相分离法结合致孔剂的溶出,可以获得孔径大于200 μm并且提高孔与孔之间贯通的支架.液-液相分离法通过调节相分离条件,可以制得最大孔径在300 μm～400 μm的细胞支架,大大超过文献报道的只有120 μm孔径.结论 三种制备方法均可得到组织工程用的细胞支架,可以按需控制孔隙率及孔径,溶剂浇铸/致孔剂溶出法只限于制得板状支架,固-液相分离和液-液相分离则不受限制,并且孔径可以达到200 μm以上.     

乳液冷冻干燥法制备明胶多孔支架及其性能研究

目的 采用乳液冷冻干燥法制备用于组织修复的明胶多孔支架材料,考察主要制备参数对支架材料性能的影响,为进一步制备满足细胞培养和临床应用的支架材料提供依据.方法 采用乳液冷冻干燥法,将明胶溶液与有机醇混合制成乳液,预冻,冷冻干燥得到支架材料,考察其性能.结果 制备过程中,乳液的固含量,预冻温度对支架材料的微观结构、表观密度、含水量和孔隙率有较大影响.结论 采用乳液冷冻干燥法可以成功的制备明胶多孔支架材料,通过控制反应条件和参数可以调整支架孔隙结构和性能,从而得到满足需要的支架材料.     

新型3D打印PLCL/Col多孔复合支架的制备及初步表征

背景:组织工程支架为组织缺损修复提供了一种可供选择的新方法。低温快速成型技术(LDM)是一种3D打印支架成型技术,具有显著的优势,可用于制备新型的多孔支架。目的:采用LDM制备新型3D打印PLCL/Col多孔复合支架。方法:采用新溶剂系统六氟异丙醇/1,4-二氧六环(HFIP/DIO)同时溶解天然材料Ⅰ型胶原蛋白(Col)和合成材料左旋乳酸-己内酯共聚物(PLCL),配置的溶液被LDM打印成PLCL/Col复合材料支架。通过扫描电子显微镜表征支架形貌结构,红外光谱检测支架组分,并对其进行初步力学观测。结果:通过形态结构表征证实3D打印复合支架有规则的相互连通的一级大孔隙,并且在所打印的线条内还有微米级的次级孔隙。虽然所打印支架有收缩,但其孔径尺寸较大,孔隙率均在85%左右。通过红外光谱检测证实Col的存在,证实所打印支架为复合材料支架。初步的力学观测表明所打印支架具有良好的力学性能和形变恢复能力。结论:所制备新型3D打印多孔PLCL/Col支架有良好的结构和力学性能,有用于组织缺损修复的潜能。     

抗结核药物复合支架的制备及其性能研究

【摘要】 目的：制备抗结核药物复合支架,并观察其载药性能、药物释放性能和组织相容性。方法：应用乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、磷酸三钙（β-TCP）、异烟肼（INH）,通过结合相分离/粒子沥滤法制备成复合药物支架。采用扫描电镜观察支架的形貌;测定支架的孔隙率;在体外测定支架的生物力学强度、载药率、包封率以及药物释放特性;将复合支架（PLGA/β-TCP/INH）埋入大鼠肌肉中,4周后取材固定、染色行组织切片观察其组织相容性。结果：PLGA/β-TCP/INH复合支架表面及内部呈均匀多孔状,孔隙分布较均匀,在大孔的周围布满了相互贯通的微孔,外形多为近似圆形,大孔直径约150~300μm,平均222±23μm,小孔直径约10μm;孔隙率为（86±3）%;抗压强度为1.93±0.65MPa,药物包封率为（66.73±2.65）%;在体外药物释放过程较平稳,其释放曲线较平滑;组织学检查显示埋入大鼠肌肉中4周支架周围组织正常,细胞无变性坏死。结论：PLGA/β-TCP/INH复合支架具有良好的孔隙率、力学强度、释药特性和组织相容性,有望在脊柱结核病灶清除术后利用其修复骨缺损的同时发挥局部抗结核治疗作用。     

软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架和骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨

[目的]探讨软骨细胞外基质和壳聚糖制备复合多孔支架,同时并对小鼠骨髓间充质干细胞构建组织工程软骨的可行性进行观察.[方法]以猪关节软骨细胞外基质和壳聚糖为原料,采用冷冻干燥法制备软骨细胞外基质/壳聚糖复合多孔支架.通过扣描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料的孔隙率,MTT方法检测支架浸提液毒性.将小鼠的骨髓间充质干细胞(BMSCs)分离培养并用TGF-β1成软骨诱导后,与材料复合培养,扫描电镜观察细胞在材料上的生长粘附情况.[结果]软骨细胞外基质/壳聚精复合支架具有疏松多孔结构,孔径大小(159±36)μm,孔隙率为90.5%±2.3%,复合支架中的软骨细胞外基质成分甲苯胺蓝染色、番红O染色均呈阳性,MTT结果显示支架无细胞毒性.诱导的骨髓间充质干细胞在支架表面生长良好.[结论]软骨细胞外基质/壳聚糖复合材料具有合适的孔径和孔隙率,生物相容性良好,是组织工程软骨的良好支架载体.     

Nanobioengineered electrospun composite nanofibers and osteoblasts for bone regeneration

Abstract:  Bone defects represent a medical and socioeconomic challenge. Engineering bioartificial bone tissues may help to solve problems related to donor site morbidity and size limitations. Nanofibrous scaffolds were electrospun into a blend of synthetic biodegradable polycaprolactone (PCL) with hydroxyapatite (HA) and natural polymer gelatin (Gel) at a ratio of 1:1:2 (PCL/HA/Gel) compared to PCL (9%), PCL/HA (1:1), and PCL/Gel (1:2) nanofibers. These fiber diameters were around 411 ± 158 to 856 ± 157 nm, and the pore size and porosity around 5–35 µm and 76–93%, respectively. The interconnecting porous structure of the nanofibrous scaffolds provides large surface area for cell attachment and sufficient space for nutrient transportation. The tensile property of composite nanofibrous scaffold (PCL/HA/Gel) was highly flexible and allows penetrating osteoblasts inside the scaffolds for bone tissue regeneration. Fourier transform infrared analysis showed that the composite nanofiber contains an amino group, a phosphate group, and carboxyl groups for inducing proliferation and mineralization of osteoblasts for in vitro bone formation. The cell proliferation (88%), alkaline phosphatase activity (77%), and mineralization (66%) of osteoblasts were significantly ( P  < 0.001) increased in composite nanofibrous scaffold compared to PCL nanofibrous scaffolds. Field emission scanning electron microscopic images showed that the composite nanofibers supported the proliferation and mineralization of osteoblast cells. These results show that the fabrication of electrospun PCL/HA/Gel composite nanofibrous scaffolds has potential for the proliferation and mineralization of osteoblasts for bone regeneration.     

自体骨髓间充质干细胞复合壳聚糖/羟基磷灰石支架修复兔膝骨软骨缺损

目的 探讨骨髓间充质干细胞(bone mesenehymal stem cells,BMSCs)复合壳聚糖(chitosan,CS)/羟基磷灰石(hydmxyapatite,HA)支架修复兔膝关节局部骨软骨缺损.方法 选健康日本大耳白兔36只,2～3月龄,体重1.7～2.0 kg,每只抽取自体骨髓4～6ml,体外分离培养BMSCs后以2×107/ml密度植于CS/HA支架上体外培养10 h,制成BMSCs-CS/HA支架复合物.将36只实验动物手术制成右膝股骨外侧髁负重区骨缺损模型后,随机分成A、B、C 3组,每组12只.A组植入BMSCs-CS/HA复合物,B组植入单纯CS/HA支架;C组不作任何植入,为空白对照组.分别于术后6周、12周各处死6只动物,取材后进行大体、组织学观察6根据改良Wakitani评分标准进行评分,评估软骨组织的修复情况,并行成组设计方差分析.结果 A组术后6周即可重建关节软骨缺损;修复软骨在观察期内逐渐变厚,软骨下骨有少量骨修复;术后12周透明软骨样修复,表面光整,与周围软骨色泽相近,软骨下骨有部分修复.而B组和C组12周时缺损区仍为纤维软骨样纤维组织修复,色泽浅黄.术后6、12周各组组织学半定量评分显示:股骨髁负重区修复A组评分明显优于B、C组(F=27.26,P＜0.05).结论 自体BMSCs复合CS/HA支架在体内环境下可形成透明软骨修复兔膝关节负重区骨软骨缺损.     

Difference of adherence, proliferation and osteogenesis of mesenchymal stem cells cultured on different HA/ZrO2 composites

Objective: To study the adherence,proliferation and osteogenesis of mesenchymal stem cells (MSCs) cultured on different HA/ZrO2 composites.Methods: The simplex and graded HA/ZrO2 composites were prepar...     

抗菌性负压封闭吸引材料的研制

目的 制备具有抗菌性等生物活性的聚乙烯醇/壳聚糖复合泡沫材料,并优化生产工艺,使材料具有更理想的孔径、孔隙率及弹性.方法 采用混合溶解、乳化发泡、缩醛固定、烘干固化、去酸去醛法制备聚乙烯醇/壳聚糖复合泡沫材料,采用观察测量、重量法、力学测试、细菌培养法检测10组材料的孔径、孔隙率、力学性能及抗菌性.结果 研制材料的孔径约增大0.267 mm、孔隙率约增大7%,弹性约增强0.120 MPa,材料具有明显的抗菌性,抗菌强度随壳聚糖的含量增加而增强.结论 研制的聚乙烯醇/壳聚糖复合泡沫材料孔径、孔隙率及弹性更为理想,并具有抗菌性.     

新型羟磷灰石涂层的聚乳酸支架体外细胞相容性研究

目的研究新型的用固定化尿素酶的方法制备的羟基磷灰石／聚乳酸（HA／PLLA）复合材料的生物相容性和成骨活性。方法将成骨样MG63细胞种植在HA／PLLA和PLLA（对照材料）三维支架材料上。在培养2,4和6天后通过改良的MTI＂法检测细胞在材料上的增殖情况;用pNPP磷酸酶检测试剂盒测定ALP含量来评估成骨样细胞在材料上的分化情况;在培养4天后用扫描电镜观察细胞在材料上的形貌变化：用RT—PCR检测磷酸酶（AIJP）,骨钙素（0C）,1型胶原等基因变化情况。结果在培养2天和4天后,HA／PLLA材料上的细胞数量要明显多于PLLA材料组,说明相对于传统的PLLA材料,HA／PLLA材料更能促进成骨细胞的增殖。电镜结果提示,在培养4天后HA／PuJA材料上的MG63细胞铺展在材料孔壁表面,提示细胞具有良好的活力,而PLLA组的细胞表现为圆球形,未见明显的细胞伪足形成,其形态明显不及HA／PuA材料组。ALP检测结果提示,HA／PLLA组的细胞具有更高的ALP活性。RT—PCT结果也提示,HA／PLLA组具有更高的ALP和0c基因表达．提示HA／PLLA材料更能促进成骨细胞的分化。结论通过固定化尿素酶的方法制备的新型羟基磷灰石／聚乳酸材料相比传统的PLLA材料更能促进成骨细胞的增殖和分化,提示该材料是一种良好的骨组织工程支架材料。     

人脂肪来源干细胞与聚己内酯/壳聚糖支架的生物相容性研究

目的观察人脂肪来源干细胞（Human adipose derived stem cells,hADSCs）在聚己内酯/壳聚糖[Poly（ε-capro-lactone）/chitosan,PCL/CS]支架中的生长情况。方法取PCL/CS浸提液培养hADSCs,CCK-8法检测细胞活力,评价支架细胞毒性。hADSCs传代扩增后,接种到PCL/CS支架上,体外培养1周、2周,裸鼠体内培养2周,HE染色观察细胞在支架上的生长情况,免疫组化HLA-Ⅰ监测经裸鼠体内培养后复合支架上细胞的种属来源。结果 hADSCs在PCL/CS浸提液中可保持较高的增殖率,PCL/CS浸提液无细胞毒性。hADSCs终止于PCL/CS支架后,经过体外、内培养,hADSCs均能长入支架的空隙内,且体内培养比体外培养有更多的细胞长入支架。体外培养1周,已有细胞黏附生长在PCL/CS支架的边缘,体外培养2周后,部分细胞渗透到材料内部。体内培养2周后,大量细胞能渗透到材料内部,同时HLA-Ⅰ抗体检测发现,支架材料内部分细胞HLA-Ⅰ阳性表达,说明PCL/CS支架内该部分的细胞来源于hADSCs。结论 PCL/CS支架安全无毒,hADSCs能在PCL/CS支架上较好生长,该支架可用于组织工程膀胱的研究。