可注射性HAP微球-CS水凝膠的制備及生物相容性研究.pdf

1、可注射性骨修復(fù)材料是近年來骨組織修復(fù)材料研究的一個新的發(fā)展方向,受到越來越多的關(guān)注。可注射性骨修復(fù)材料與種子細(xì)胞混合注射或直接注射進(jìn)人體的骨缺損部位,通過種子細(xì)胞或周圍骨組織細(xì)胞的遷入形成細(xì)胞-生物材料復(fù)合體,利用人骨的自然愈合過程達(dá)到骨缺損部位的修復(fù)。這種方法適應(yīng)了微創(chuàng)外科發(fā)展的要求,以組織損傷小、不破壞修復(fù)區(qū)血供、操作簡便易行等優(yōu)點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域具有極好的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。本論文以可注射性骨修復(fù)材料為研究背景,構(gòu)建了具有體溫溫

2、敏性的負(fù)載多孔羥基磷灰石(HAP)核殼微球的殼聚糖／甘油磷酸鈉(CS／GP)水凝膠材料,并對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,通過體外細(xì)胞與材料共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行生物學(xué)評價(jià)。本文將載藥緩釋性、生物活性和可注射性的概念同時(shí)引入水凝膠材料的制備,為骨組織修復(fù)材料的研究提供了一個新思路。
　　 采用超聲輔助復(fù)乳法制備多孔HAP微球,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、時(shí)間和pH條件,獲得了粒徑分布均勻、形貌規(guī)則,具有不規(guī)則納米多孔結(jié)構(gòu)的HAP微球,探討了實(shí)驗(yàn)條件對

3、產(chǎn)物成分及形貌的影響。采用共沉淀法結(jié)合復(fù)乳法制備了多孔海藻酸鈉(SA)／HAP微球和HAP／CS核殼微球,探討了反應(yīng)溫度和時(shí)間對產(chǎn)物形貌和微觀結(jié)構(gòu)的影響；并采用XRD、IR、SEM、TEM、AFM對復(fù)合微球進(jìn)行了表征,同時(shí)初步研究了多孔SA／HAP微球的載藥和體外釋藥性能。結(jié)果表明:SA／HAP復(fù)合球內(nèi)部為摻有HAP納米粒子的SA多孔凝膠粒,外殼以HA包覆層為主,粒徑0.4-1μm之間；載藥性能實(shí)驗(yàn)表明:多孔SA／HAP微球具有載藥量大

4、,長期緩釋的性能；HAP／CS復(fù)合球內(nèi)部為多孔的HAP內(nèi)核,外殼為約10nm厚的CS層,粒徑150nm左右,分布均勻。
　　 采用共混法制備了負(fù)載多孔HAP復(fù)合微球的CS／GP體系水凝膠,對不同配比體系的凝膠轉(zhuǎn)變速率進(jìn)行了探討,并測試了水凝膠體系的溶脹性能、滲透壓等特性,采用SEM對水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明負(fù)載HAP復(fù)合微球的CS／GP體系在體溫下膠凝速度快,凝膠再溶脹度較小,滲透壓在細(xì)胞耐受范圍內(nèi),能夠滿足臨床注射需

5、要。通過比較研究,分析了單純CS／GP體系水凝膠與負(fù)載HAP復(fù)合微球的CS／GP水凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、抗壓強(qiáng)度、體外降解性能的差異,結(jié)果表明負(fù)載了HAP復(fù)合微球的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)孔道變小,抗壓強(qiáng)度大于單純CS／GP,體外降解實(shí)驗(yàn)表明負(fù)載HAP復(fù)合微球的CS／GP水凝膠為可降解材料,但比單純CS／GP水凝膠降解速度慢。
　　 將負(fù)載多孔HAP復(fù)合微球的CS／GP水凝膠和單純CS／GP水凝膠分別與MG63和L929兩種細(xì)胞體外共培養(yǎng),進(jìn)行了

6、細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、流式細(xì)胞術(shù)細(xì)胞凋亡分析、掃描電鏡觀察細(xì)胞在材料表面的生長情況等生物學(xué)評價(jià)。噻唑藍(lán)(MTT)比色法表明三種水凝膠材料對MG63細(xì)胞和L929細(xì)胞生長沒有毒性,負(fù)載HAP復(fù)合微球的兩種凝膠支架相比單純CS／GP凝膠支架能明顯的促進(jìn)MG63成骨樣細(xì)胞的生長,對L929細(xì)胞的增殖沒有明顯優(yōu)勢。熒光顯微觀察和流式細(xì)胞分析結(jié)果表明:負(fù)載HAP復(fù)合微球的兩種凝膠支架材料引起MG63細(xì)胞凋亡的影響與陰性對照組基本一致,說明材料對MG