加载骨形态发生蛋白2的新型多组分组织工程骨支架材料

• 作者: 史斌 孙官文 王剑 贾鹏
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 生物材料 骨生物材料 聚乳酸-羟基乙酸共聚物 羟基磷灰石 骨形态发生蛋白2 壳聚糖 支架 骨组织工程 前成骨细胞 亲水性 细胞黏附 细胞增殖 碱性磷酸酶 细胞活性 内蒙古自治区自然科学基金
• 年，卷（期）: 2017,（34）
• 所属期刊栏目: 组织工程骨材料
• 页码范围: 5437-5442
• 页数: 6页
• 分类号: R318
• 字数: 6936字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.34.005

摘要

背景:实验证实在聚合物支架材料中加入羟基磷灰石,可具有良好的生物相容性.壳聚糖已与其他材料,如羟基磷灰石、透明质酸、藻酸盐和潜在的生长因子复合并应用于组织工程.同时大量研究证实骨形态发生蛋白2 (bone morphogenetic protein-2,BMP-2)能促进成骨细胞的生长和诱导体外和体内成骨.那么,是否能将上述4种材料成分结合构建一种新型的组织工程支架呢?目的:制备新型加载BMP-2的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)、羟基磷灰石和不同浓度壳聚糖的组织工程骨支架材料,并观察其结构、亲水性、对成骨细胞的黏附作用以及壳聚糖的最佳修饰浓度.方法:①利用固体-液相分离技术,制备包含PLGA、羟基磷灰石和BMP-2的组织工程骨支架材料,然后利用壳聚糖(0.25%、0.5%和1%)对支架材料进行改性修饰.作为对照,制备单纯PLGA/羟基磷灰石支架和PLGA /羟基磷灰石/BMP-2支架.扫描电镜下观察各支架的空间结构.检测各支架的亲水性,及 PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖支架的BMP-2释放率;②取前成骨细胞悬液分别接种在各支架上,分别于细胞培养1,4 和7 d时,采用CCK-8法测定前成骨细胞在各支架上的黏附和增殖;细胞培养7 d时进行荧光素二乙酸酯示踪;细胞培养4,7和14 d时检测碱性磷酸酶活性.结果与结论:①各支架在外观上均呈白色烧杯状,扫描电镜下材料呈多孔态,孔径约100 μm,孔隙间相互沟通;②支架材料的亲水性随着壳聚糖浓度增加而增强;③在第60天时,PLGA /羟基磷灰石/BMP-2支架, PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%,0.5%,1%)支架BMP-2累积释放分别为44%、34%、27%和26%,提示壳聚糖能有效抑制BMP-2的快速释放;④在第7天时,前成骨细胞在PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%)支架的活性最高(P < 0.05).另外,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.5%或1%)支架的细胞活性也高于无壳聚糖支架.经荧光素二乙酸酯染色,在共聚焦激光显微镜下观察,活细胞呈绿色荧光,均匀分布于支架上;⑤PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.25%)支架上的细胞中,碱性磷酸酶活性最高,其次是羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖(0.5%和1%)支架,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2支架,在 PLGA/羟基磷灰石支架上最低(P < 0.05);⑥结果提示,PLGA/羟基磷灰石/BMP-2/壳聚糖复合支架可以释放BMP-2,促进成骨细胞黏附、分化和增殖,优化了组织工程人工骨,且壳聚糖的最佳修饰浓度为0.25%.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王剑	内蒙古自治区人民医院创伤骨科	30	67	4.0	7.0
2	孙官文	内蒙古自治区人民医院创伤骨科	15	57	4.0	7.0
3	史斌	内蒙古自治区人民医院创伤骨科	7	38	3.0	6.0
4	贾鹏	内蒙古自治区人民医院创伤骨科	7	45	2.0	6.0