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聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白引导骨再生膜的制备及其细胞相容性研究

曹彦南  
【摘要】:近年来,引导骨再生术(Guided Bone Regeneration, GBR)在牙周、种植及口腔颌面外科领域的应用越来越广泛。其中,屏障膜材料是GBR的关键。关于引导骨再生术的研究很多,在膜材料的开发研制、应用等方面,许多学者做了大量的工作,但目前国内关于这方面的研究主要集中在临床应用,使用的膜材料也多为进口,其昂贵的价格限制了其在临床上的广泛应用。本研究在前期研究工作的基础上,以聚乳酸、纳米羟基磷灰石、丝素蛋白为制膜原料,研制新型的屏障膜材料,并对其理化性能、屏障功能及细胞相容性作初步评价,为后期的引导骨再生的动物实验研究提供实验基础。 第一部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合膜的制备与表征 目的 制备一种新型的聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白(polylactic acid/nano-hydroxyapatite/silk fibroin, PLLA/n-HA/SF)引导骨组织再生膜,并对其进行表征。以初步探讨其作为引导骨再生屏障膜的可行性。 方法 采用热致相分离法制备聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白(PLLA/n-HA/SF)纳米纤维复合膜,通过扫描电镜(SEM)对其形貌进行观察,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析所制备的复合膜的组成和结构,并计算其孔隙率。 结果 扫描电镜显示该复合膜具有纳米纤维状三维网络结构。纤维直径为160-320nm,孔径大小为1-4μm,丝素蛋白和纳米羟基磷灰石在复合膜中分散均匀;红外光谱结果表明PLLA/n-HA/SF复合膜具备聚乳酸、纳米羟基磷灰石及丝素蛋白的特征峰表现,3种组分之间进行了良好的结合;各组膜材料的孔隙率均高于92%。统计学分析显示:各组别之间差异有统计学意义(F=21.052,P0.001)。PLLA/n-HA组与PLLA/n-HA/SF差异无统计学意义(P=0.123),其他的两组间比较均有统计学差异(P0.004)。 结论本方法制备的PLLA/n-HA/SF复合膜具有良好的微观结构和孔隙率。 第二部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合膜的细胞屏障作用研究 目的 考察PLLA、PLLA/n-HA及PLLA/n-HA/SF3种膜材料的细胞屏障功能。 方法 将人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblast, HGF)接种在3种膜材料上进行培养。3d时用扫描电镜观察材料正、反两面及断面,以了解细胞在3种膜材料上的生长状况。 结果 HGF在3种膜材料的正面黏附、伸展。材料的断面及反面未见细胞长入。 结论 本方法制备的PLLA、PLLA/n-HA及PLLA/n-HA/SF3种复合膜均具有良好的细胞屏障作用,满足引导骨再生膜的基本要求。 第三部分聚乳酸/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合膜的细胞相容性实验研究 目的 研究PLLA、PLLA/n-HA及PLLA/n-HA/SF3种膜材料的细胞相容性,为引导骨再生膜的进一步研究提供实验基础。 方法 将MG63细胞以5×103/ml浓度接种在3种膜材料上进行培养。在1h,4h,7h和1d,3d,5d时用CCK-8法测定细胞的黏附和增殖情况,在3d时用扫描电镜观察细胞的形态。 结果 相对于纯PLLA膜和PLLA/n-HA复合膜,PLLA/n-HA/SF复合膜可以更好地提高细胞在其上的黏附和增殖能力。扫描电镜观察也表明,MG63细胞可以在PLLA/n-HA/SF复合膜上很好地呈梭形/不规则多边形生长,细胞伸出长长的伪足,并与材料紧密相连。 结论 相对于纯PLLA膜和PLLA/n-HA复合膜,PLLA/n-HA/SF复合膜具有更好的细胞相容性,可以作为引导骨再生屏障膜的备选材料,并为引导骨再生进一步的动物实验研究提供基础。


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