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利用表面改性纳米羟基磷灰石/PLGA材料构建组织工程化骨的实验研究

谭羽莹  
【摘要】:寻求理想的种子细胞和最适支架材料一直是骨组织工程中的热点研究,但现有单一成分支架材料通常难以满足组织工程的需求,由中国科学院长春应用化学研究所开发的具有独立知识产权的新型表面改性纳米羟基磷灰石/PLGA (PLGA/g-HA)复合材料,不同与以往羟基磷灰石(HA)和聚乳酸-乙醇酸(PLGA)复合材料的物理性混合制备,在无催化剂条件下经过聚乳酸修饰后的纳米HA颗粒(g-HA),在PLGA基质中分散均匀,提高了界面结合力,还增强了复合材料的稳定性和力学强度。本课题组为研究该新型材料作为组织工程支架的可行性,通过体内、体外动物实验,评价新型PLGA/g-HA复合材料的生物相容性及骨缺损修复效果。 本文采用不连续密度梯度Percoll分离液法获取兔骨髓基质干细胞(BMSCs),经过成骨、成脂定向诱导后染色鉴定,了解骨髓基质干细胞的体外增殖活性和成骨分化能力;制备不同浓度新型PLGA/g-HA复合材料浸提液(10%、30%、50%、80%),培养骨髓基质干细胞,通过MTT比色法测定浸提液对细胞增殖能力的影响,并结合扫描电镜观察细胞的黏附形态;在体外环境下,将兔BMSCs和新型PLGA/g-HA复合材料共同培养,制备成组织工程化骨,然后植入人为造成的兔节段性桡骨缺损处,在不同时间点下(术后即刻、4w、8w、12w),通过X线对比空白组、单纯材料组和组织工程化骨组的修复效果,评价组织工程化骨的先进性,PLGA材料为本实验支架研究对照组。结果证实:BMSCs取材方便,在体外环境下易于扩增,并能维持分化潜能,具有一定的成骨能力,是应用前景广阔的种子细胞;新型PLGA/g-HA复合材料符合我国GB/T 16886.5-1997毒性分级评价标准,具有良好的组织相容性及安全性;新型PLGA/g-HA复合材料比单纯PLGA具有更好的骨传导作用,同时复合有种子细胞的组织工程化骨组修复效果优于单纯支架材料组。本次研究论证了新型PLGA/g-HA复合材料满足组织工程对生物材料的要求,可作为组织工程的支架材料应用到骨缺损的修复当中。


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