负载DMOG光交联明胶水凝胶的骨组织工程研究

目的：探讨负载二甲基乙二酰甘氨酸（dimethyloxalyl glycine，DMOG）的光交联明胶（gelatin methacryloyl，GelMA）水凝胶的促成骨分化作用以及对大鼠颅骨骨缺损的修复效果。方法：制备GelMA?DMOG水凝胶后，扫描电镜下观察其表面特征，体外检测其降解时间；将小鼠成骨前体细胞MC3T3?E1培养于GelMA和GelMA?DMOG水凝胶表面，鬼笔环肽染色荧光观察细胞骨架形态，CCK?8法检测其细胞毒性；成骨诱导后，通过碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）染色、茜素红染色和qRT?PCR检测成骨相关基因的表达，观察其对MC3T3?E1细胞成骨向分化的影响；构建大鼠颅骨骨缺损模型，4周和8周后观察GelMA和GelMA?DMOG水凝胶对骨缺损的修复效果。结果：GelMA?DMOG水凝胶孔径大小、分布及降解时间与GelMA水凝胶相比没有明显差异；两种水凝胶对MC3T3?E1细胞增殖均无明显影响；与培养在24孔板上的对照组相比，GelMA组可促进MC3T3?E1细胞成骨向分化，而GelMA?DMOG组明显增强了细胞的成骨向分化和成骨相关基因Runx2、ALP和骨钙素的表达；体内实验发现与GelMA组相比，GelMA?DMOG水凝胶处理组具有明显的促成骨成血管作用和较好的骨缺损修复效果。结论：GelMA?DMOG水凝胶相对于GelMA材料自身的理化性能没有改变，且体外和体内实验显示该材料对于骨缺损修复具有较好的促进作用，为骨组织工程治疗骨缺损的临床应用开辟了新途径。