納米羥基磷灰石-殼聚糖骨組織工程支架的研究.pdf

1、骨組織工程技術(shù)為外傷、骨腫瘤、骨病等造成的骨缺損修復(fù)提供了一種新的治療途徑。具有多孔三維結(jié)構(gòu)組織工程支架的開發(fā)是組織工程骨構(gòu)建中的重要研究?jī)?nèi)容。理想的骨組織工程支架應(yīng)該能模擬骨組織的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。 殼聚糖(chitosan，CS)、羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)在組織工程骨構(gòu)建中是較理想的材料。HA是骨組織的成分，納米HA(nano-HA)除了具有傳統(tǒng)HA的特性外，理化和生物學(xué)性能也很理想。為了結(jié)合CS和H

2、A兩種材料的優(yōu)點(diǎn)開發(fā)骨組織工程支架，常把這兩種材料復(fù)合得到性能更好的骨組織工程支架材料。傳統(tǒng)的制備方法是將nano-HA粉體與CS溶液共混得到骨組織工程支架，但是nano-HA存在易聚集、分散困難等缺點(diǎn)。雖然采用原位復(fù)合的方法可以制備出nano-HA分散均勻的nano-HA/CS體系，但是得到骨組織工程支架材料沒有細(xì)胞遷移、生長(zhǎng)所必需的多孔結(jié)構(gòu)。 本研究通過將原位復(fù)合和冷凍干燥相結(jié)合的方法制備了多孔的nano-HA/CS(CS粘

3、均分子量5.95×10<'5>，脫乙酰度90.75％)骨組織工程復(fù)合支架，在評(píng)價(jià)其理化和生物學(xué)性能的基礎(chǔ)上，用此復(fù)合支架在體外構(gòu)建組織工程化骨。 主要研究?jī)?nèi)容： 1.采用原位復(fù)合-冷凍干燥法制備nano-HA/CS骨組織工程復(fù)合支架，通過掃描電鏡、透射電鏡、X線衍射和傅立葉紅外光譜分析支架的微觀形貌及材料的組成。 2.研究不同HA/CS固體含量、比例；原位復(fù)合反應(yīng)中不同NaOH液濃度；不同預(yù)冷凍溫度對(duì)支架物理化學(xué)

4、性質(zhì)的影響。 3.通過nano-HA/CS支架在模擬體液的浸泡實(shí)驗(yàn)，初步在體外評(píng)價(jià)其生物活性，檢測(cè)類骨磷灰石在支架上的形成狀態(tài)。 4.分離初生Wistar大鼠的成骨細(xì)胞，進(jìn)行鑒定并探討大鼠成骨細(xì)胞在體外增殖、分化過程；傳代培養(yǎng)體外擴(kuò)增種子細(xì)胞，為構(gòu)建組織工程骨建立基礎(chǔ)。 5.取傳代培養(yǎng)至第3代成骨細(xì)胞與nano-HA/CS支架復(fù)合培養(yǎng)，在體外構(gòu)建組織工程化骨；測(cè)定成骨細(xì)胞在支架上的黏附率并與細(xì)胞在純CS支架上的黏

5、附率作比較；檢測(cè)成骨細(xì)胞在不同支架上的增殖曲線并通過組織化學(xué)染色、掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 采用原位復(fù)合-冷凍干燥法制備的nano-HA/CS骨組織工程復(fù)合支架具有多孔結(jié)構(gòu)，孔徑在100μm-500μm左右，大多數(shù)孔徑在300μm-400μm間。復(fù)合支架具有很高的孔隙率，并且隨CS和HA含量的增加，復(fù)合支架孔隙率明顯降低，密度升高，壓力強(qiáng)度增高，nano-HA/CS復(fù)合支架(CS 3％，CS-HA 3/1)

6、壓力強(qiáng)度可以達(dá)到1.41MPa。通過改變預(yù)冷凍溫度，可以控制復(fù)合支架的孔徑和孔隙率，預(yù)冷凍溫度越低，支架的孔徑越小，孔隙率越低。掃描電鏡和透射電鏡觀察顯示，合成的HA晶體，晶粒大小為納米級(jí)，晶粒在復(fù)合支架孔壁上均勻、連續(xù)分布如“鋪路石”樣。X線衍射和紅外分析表明，合成的HA是含CO<,3><'2->弱結(jié)晶納米晶體與骨磷灰石類似。復(fù)合支架在模擬體液中，CS可以逐漸降解，nano-HA溶解，并且可以促進(jìn)類骨磷灰石沉積。 從初生Wis