模擬體液生物礦化產(chǎn)物與成骨細(xì)胞行為的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、骨缺損的發(fā)生給患者帶來了極大的不便，自體骨移植容易造成二次損傷，異體骨移植帶來免疫排斥反應(yīng)。隨著組織工程的發(fā)展，骨組織工程使得人工骨的構(gòu)建能夠解決上述不足。在選用生物相容性較高的材料的基礎(chǔ)上，通過靜電紡絲手段制備接近細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)能夠賦予支架更高的生物相容性。為了提高人工骨的骨誘導(dǎo)性能，研究者把羥基磷灰石(HA)，磷酸三鈣(β-TCP)粒子等無機陶瓷粒子引入到支架中，并且取得了預(yù)期的效果。干粉狀態(tài)的納米無機陶瓷粒子很難均勻分散到用于靜

2、電紡絲的聚合物溶液中，即使是經(jīng)過了超聲分散和表面改性，納米粒子的團聚現(xiàn)象依然存在。生物礦化最初是作為評價材料的成骨性能的手段，成骨性能好的材料在模擬體液中能夠形成均勻鈣磷鹽層，分散效果優(yōu)于將無機陶瓷粒子直接分散到紡絲液中的方法。
　　研究者嘗試使用不同種類的模擬體液，不同礦化條件下在聚合物材料表面引入鈣磷鹽，最終得到了具有促進成骨分化的有機-無機的支架。但是，研究者們采用的礦化基體的組成、結(jié)構(gòu)不同，礦化用的模擬體液種類不同，礦化時

3、間及其他礦化因素也存在差異，因此得到的鈣磷鹽雖然同屬于鈣磷鹽，但在微觀組成、結(jié)構(gòu)上存在著差異，在和細(xì)胞培養(yǎng)基作用過程中，這些差異會導(dǎo)致鈣磷鹽的組成、結(jié)構(gòu)、溶出的離子對細(xì)胞成骨分化產(chǎn)生影響。這就導(dǎo)致了研究者們通過礦化手段得到的鈣磷鹽無法進行系統(tǒng)比較，無法得出礦化參數(shù)的改變對鈣磷鹽形成的影響，最終對成骨分化的影響;其次，研究者側(cè)重于礦化產(chǎn)物的獲得，很少關(guān)注礦化各個階段的產(chǎn)物特點對細(xì)胞的影響。
　　選擇生物相容性良好的聚左旋聚乳酸/明膠

4、作為礦化的聚合物基體，通過靜電紡絲手段制備的具有ECM結(jié)構(gòu)的支架材料。礦化體系選用礦化時間相對較短、礦化產(chǎn)物變化明顯的改性的i-5SBF，隨著礦化的進行，每6小時從礦化體系中取得帶有鈣磷鹽的支架材料。為了考察不同礦化階段的產(chǎn)物在細(xì)胞培養(yǎng)體系中的轉(zhuǎn)變過程，排除細(xì)胞培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)和其他有機物對材料的影響，我們選擇HANKS緩沖溶液作為材料的溶出體系，增加去離子水的溶出體系作為參照組，模仿細(xì)胞培養(yǎng)中的換液操作，在第1，3，6，9，12，15，

5、18天更換新的溶出液。在換液的時間點，從溶出體系中取出材料，通過SEM、XRD、FT-IR、稱重觀察材料表面鈣磷鹽組成、結(jié)構(gòu)的變化，并且通過ICP測量更換出的溶出液中Ca2+濃度的變化，系統(tǒng)的表征礦化到不同階段產(chǎn)物對溶出體系的影響，找出對細(xì)胞影響可能的因素。
　　再將礦化到不同階段的材料和成骨細(xì)胞共培養(yǎng)，考察不同材料對成骨細(xì)胞增殖、ALP活性、Ⅰ型膠原合成的影響，在成骨細(xì)胞增殖和ALP活性實驗中增設(shè)Transwell中材料和成骨細(xì)