具有微納交替結構的多層支架對骨髓間充質干細胞成骨分化的影響.pdf

1、雖然用于骨組織工程的支架繁多，但其各自均有不足之處，很難滿足目前對骨組織修復，替代，重建的要求。因此，制備生物相容性好，能夠模仿細胞外基質，力學強度適宜，而且具有良好成骨作用的新型骨組織工程支架或者改性支架成為關鍵。在本論文中，基于目前骨組織工程存在的問題，制備了一種新型具有微納交替結構的多層支架，通過向其中載入大鼠骨髓間充質干細胞(rBMSCs)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2），研究了該材料的成骨分化功能。
　　首先，我們利用

2、靜電紡絲技術制備了PCL納米纖維膜，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌和直徑大小進行了表征。結果發(fā)現(xiàn)，纖維較光滑，呈無規(guī)分布，表面形貌良好，平均直徑為282 nm。接著，我們自行設計、裝配了微流控裝置，并利用微流控技術制備了海藻酸鈣水凝膠微球，通過體視顯微鏡，流變儀等對微球的表面形貌和流變性能進行了考察。結果表明，微球呈球形，大小均一，而且分散均勻。同時，確定了其粘彈性，也證明了該水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡結構。之后，將靜電紡絲制備的

3、納米纖維膜和微流控制備的微球通過層層不斷疊加，最終得到一層纖維膜，一層微球的多層微納結構支架。
　　其次，我們從大鼠脛腓骨中提取了原代的骨髓間充質干細胞(rBMSCs)，將其包裹進海藻酸鈣微球中，利用活死細胞染色和Alamar blue法考察了微球包裹細胞的生存狀態(tài)和增殖情況，結果發(fā)現(xiàn)微球中的細胞大部分處于存活狀態(tài)，存活率較高(大于85％)。包裹的細胞與空白對照組相比，有較緩慢的增殖。接著，將干細胞和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2

4、)共同載入微球和微納結構中，檢測其堿性磷酸酶（ALP）的表達量，發(fā)現(xiàn)含有BMP-2的微納結構支架組在14和21天時，均具有最高的ALP表達量。通過茜素紅S(Alizarin Red S)染色定性和定量地考察了體外培養(yǎng)21天時鈣鹽的沉積。結果與21天時的ALP結果類似。
　　最后，我們進行了體內動物實驗，將微納結構支架植入到SD大鼠皮下，考察其異位成骨作用。在植入4周和8周后，利用組織學染色和免疫組化的方法，檢測了體內異位成骨效果。

5、結果表明:植入支架8周后，根據(jù)H&E染色顯示，所有支架均有組織的長入。Masson染色表明，除了純微納結構支架組外，含有骨髓間充質干細胞(rBMSCs)或/和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）的微球支架和微納結構支架均有類似骨組織結構的產(chǎn)生。對骨鈣素的免疫組化結果表明，含有骨髓間充質干細胞(rBMSCs)或/和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的微球支架和微納結構支架確實呈現(xiàn)出陽性染色反應，證明確實發(fā)生了異位成骨現(xiàn)象。綜上，說明了該新型微納