还原氧化石墨烯修饰壳聚糖骨组织工程支架的制备及表征

• 作者: 毕博 臧圣奇 何懋典 穆睿 于泓川 刘鹃 李军霞 陈博 荣亮 史小蕾 金磊
• 来源期刊: 医学研究生学报
• 关键词: 壳聚糖 还原氧化石墨烯 骨组织工程
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 基础研究|Basic Research
• 页码范围: 350-356
• 页数: 7页
• 分类号: Q819
• 语种: 中文
• DOI: 10.16571/j.cnki.1008-8199.2021.04.003

摘要

目的 目前修复骨缺损的方式中,自体骨供量有限,异体骨或异种骨移植常出现术后排异反应,针对牙槽骨缺损修复而设计出一种来源广、价格低且生物相容性佳的骨组织工程材料迫在眉睫.文章旨在构建还原氧化石墨烯(rGO)修饰的壳聚糖骨组织工程支架,评价其表面形貌、理化特性及生物学性能.方法 通过化学还原法制备rGO,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜及傅里叶红外光谱对其表征.再利用冷冻干燥法制备出CS/GP、0.1％rGO/CS/GP、0.25％rGO/CS/GP和0.5％rGO/CS/GP四组复合支架,SEM下观察支架表面形貌;计算各组支架的孔径、孔隙率、吸水率和降解率;电子万能试验机进行压缩强度测试,筛选出修饰支架的合适rGO浓度后,MTS检测两组支架细胞增殖速率,激光共聚焦观察两组支架鬼笔环肽染色.结果 TEM下可更明显地观察到rGO的薄层结构,呈半透明状态,选区电子衍射图可见明显的六角衍射光斑.CS/GP组支架的网状骨架上较为平整;0.1％rGO/CS/GP组支架的个别网状骨架上可见rGO片层附着其上,但是数量较少,不易发现;0.25％rGO/CS/GP组支架的大多数网状骨架上均可观察到rGO片层的附着,使大多数的网状骨架上均呈现出褶皱状态;0.5％rGO/CS/GP组支架则可以发现很多的网状结构内有多数rGO片层堆叠,堵塞住许多原本的孔状结构.0.5％rGO/CS/GP组支架的孔隙率比CS/GP、0.25％rGO/CS/GP组低(P<0.05).0.1％、0.25％、0.5％rGO/CS/GP吸水率(535.87％±13.21％、621.48％±15.99％、637.19％±11.73％)均高于CS/GP复合支架(343.98％±11.03％),差异具有统计学意义(P<0.05).CS/GP复合支架的降解速率最快,在第7和21天时分别达到46.47％±3.13％和81.35％±0.85％,均高于0.1％、0.25％、0.5％rGO/CS/GP组支架(P<0.05).复合支架的弹性模量也随着支架内rGO含量的增加而相应增加[CS/GP:(1.10±0.14)MPa;0.1％rGO/CS/GP:(1.24±0.21)MPa;0.25％rGO/CS/GP:(1.47±0.21)MPa;0.5％rGO/CS/GP:(1.87±0.25)MPa],其中0.5％rGO/CS/GP复合支架的弹性模量高于CS/GP支架(P<0.05).MTS结果显示随着时间的延长,hDPSCs在两组支架上均能进行有效地细胞增殖,但是0.25％rGO/CS/GP组的细胞增殖更为迅速,在第5天和第7天时,两组间的增殖差异具有统计学意义(P<0.05).结论 0.25％的rGO修饰壳聚糖骨组织支架可改善其机械性能,提高原有支架的吸水率并降低降解速率,同时促进hDPSCs黏附及增殖速度,在骨组织工程领域表现出极大的潜力.