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1、由外傷、腫瘤、感染和疾病等因素造成的骨缺損嚴(yán)重影響患者的身心健康和生活質(zhì)量。目前治療骨缺損最常用的方法有自體骨移植和異體骨移植等,但這些方法均存在各自的局限性,從而限制了它們?cè)谂R床骨修復(fù)中的應(yīng)用,骨組織工程為骨缺損的修復(fù)帶來(lái)了希望。在骨組織工程中,仿生支架作為生長(zhǎng)因子的外源性載體,能夠模擬體內(nèi)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)和生長(zhǎng)因子之間的多重相互作用,為骨修復(fù)提供理想的再生環(huán)境。但大段骨移植通常由于成骨區(qū)缺乏有效的血管系統(tǒng)而失敗。血管化問(wèn)題
2、是大段骨修復(fù)和當(dāng)前骨組織工程研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)?;谏鲜霰尘?,本論文從結(jié)構(gòu)和功能仿生的角度,構(gòu)建一種負(fù)載血管誘導(dǎo)因子和成骨因子的三維多孔納米纖維成骨支架,實(shí)現(xiàn)血管化和成骨的協(xié)同,提高骨修復(fù)效果。并對(duì)所制備材料的理化性能和體內(nèi)外成骨誘導(dǎo)能力進(jìn)行研究。本文的研究?jī)?nèi)容概括為以下幾個(gè)部分:
?。?)首先,分別制備負(fù)載血管誘導(dǎo)因子1-磷酸鞘氨醇(S1P)的介孔硅(S1P@MSNs)以及成骨因子骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)的PLGA微球(B
3、MP-2@PLGA)。然后,采用糖球致孔和熱致相分離(TIPS)技術(shù)制備包裹S1P@MSNs的聚乳酸(PLLA)三維多孔復(fù)合納米纖維支架。最后,將BMP-2@PLGA微球復(fù)合到多孔納米纖維支架上得到負(fù)載雙因子的復(fù)合支架(BMP-2@PLGA/S1P@MSNs/PLLA)。通過(guò)改變致孔糖球的粒徑可以得到不同孔徑的三維納米纖維支架。掃描電鏡(SEM)圖片顯示,復(fù)合支架具有孔徑均勻,孔道連通性好的特點(diǎn),這將有利于細(xì)胞的粘附和向內(nèi)長(zhǎng)入。同時(shí),M
4、SNs的加入能明顯提高復(fù)合支架的壓縮模量,當(dāng) MSNs的加入量從5%提高到15%,其壓縮模量逐漸增大,MSNs的加入未破壞支架的形貌和納米纖維結(jié)構(gòu)。
?。?)在體外條件下,將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)培養(yǎng)在BMP-2@PLGA/S1P@MSNs/PLLA復(fù)合支架上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合支架能夠很好地促進(jìn)BMSCs在材料上生長(zhǎng)和增殖。堿性磷酸酶(ALP)和茜素紅S(ARS)染色結(jié)果表明,與 PLLA和 BMP-2@PLGA/MSN
5、s/PLLA支架相比,雙因子復(fù)合支架對(duì)BMSCs的分化具有更好的誘導(dǎo)作用。
?。?)分別將PLLA、BMP-2@PLGA/MSNs/PLLA和雙因子復(fù)合支架植入裸鼠體內(nèi),評(píng)價(jià)材料在體內(nèi)誘導(dǎo)成骨的能力。體內(nèi)異位成骨結(jié)果顯示,在材料植入后的16周,BMP-2@PLGA/MSNs/PLLA和雙因子復(fù)合支架均能誘導(dǎo)新骨的形成。在S1P和BMP-2的協(xié)同作用下, BMP-2@PLGA/S1P@MSNs/PLLA復(fù)合支架具有更好的誘導(dǎo)血管和
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