多孔性羥基磷灰石-絲素復(fù)合支架的制備及其性能研究.pdf

1、天然骨主要由羥基磷灰石(HA)和膠原蛋白復(fù)合而成。人工合成的HA脆性大,不能滿足組織工程支架材料在力學(xué)性能方面的要求,人工提取的膠原蛋白則易引起炎癥等免疫反應(yīng)。桑蠶絲素蛋白(SF)來源廣泛,且具有良好的生物相容性和力學(xué)性能。因此,本研究基于HA和SF的優(yōu)異性能,模擬天然骨的組成和結(jié)構(gòu),以納米HA作為基體,以SF作為增韌體,二者共混后并經(jīng)過冷凍干燥制得了HA/SF多孔性復(fù)合材料。并用X射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透

2、射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、熱重分析儀(TGA)等儀器對復(fù)合材料的晶相組成、微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性等性-能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,經(jīng)冷凍干燥法制得的HA/SF復(fù)合支架具有多孔結(jié)構(gòu),孔隙分布均勻,孔徑大小均一,均在200μm左右,且孔壁光滑,無明顯的HA團(tuán)聚以及有機(jī)無機(jī)相分離;XRD和FTIR結(jié)構(gòu)分析表明,復(fù)合材料SF呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的β-折疊構(gòu)象;熱穩(wěn)定性分析表明SF在310-315℃發(fā)生熱分解,明顯高于無

3、規(guī)結(jié)構(gòu)的分解溫度。
　　 為了提高成骨細(xì)胞在材料上的黏附和增殖性能,本研究利用基因重組技術(shù)制得桑蠶絲素-RGD融合蛋白(簡稱silk-RGD),將該蛋白通過浸漬吸附的方法對支架材料進(jìn)行表面修飾,并分別用骨肉瘤細(xì)胞MG-63和MC3T3-E1細(xì)胞對復(fù)合材料的生物相容性進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明,silk-RGD融合蛋白修飾的復(fù)合支架材料的細(xì)胞黏附性能顯著高于未經(jīng)修飾的支架材料,且其促黏附性能具有silk-RGD濃度依賴性;體外培養(yǎng)7 d

4、時(shí),細(xì)胞增殖能力較對照組更顯著,當(dāng)silk-RGD的吸附量為11μg/mg時(shí),支架材料對MG-63的增殖率較對照樣提高了21％,對MC3T3-E1提高了50％;而堿性磷酸酶活性檢測結(jié)果顯示,復(fù)合支架經(jīng)silk-RGD表面修飾后對MC3T3-E1細(xì)胞的分化有一定的促進(jìn)作用,但對MG-63細(xì)胞的影響不明顯。
　　 上述分析結(jié)果表明,silk-RGD表面修飾的納米HA/SF復(fù)合支架具備良好的生物相容性,為骨組織工程多孔支架材料的開發(fā)提