论文部分内容阅读
目前,各种骨疾病引起的骨缺损极为常见,由于自体骨获取有限,模拟天然骨制备的骨组织生物材料引起越来越多的重视。依据组织工程的原理,生物活性玻璃、生物陶瓷与各种聚合物复合的组织工程支架代替自体骨构建的组织工程骨,能够促进细胞外基质的分泌和矿化。一个理想的生物材料应提供适宜组织生长的微环境,具备较高的孔隙率、利于蛋白吸附和细胞粘附分化。并且有良好的生物相容性、可降解性、易灭菌、成型和贮存。本论文对冷冻干燥法合成的溶胶-凝胶生物活性玻璃与粗胶原纤维复合的组织工程支架(bioactive glasses /collagen, BG/COL),和微纳米生物活性玻璃的生物相容性和成骨性能进行了研究。实验中将不同材料与骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)共同培养,考察细胞粘附、增殖、分化等行为。同时将BG/COL支架材料制备的组织工程骨分别植入裸鼠皮下和大鼠股骨的缺损处,探讨其成骨性能。研究结果显示细胞可以在BG/COL多孔支架表面成功粘附、铺展、并向支架内部迁移,随着培养时间的延长,细胞数量增多。成骨诱导14天后,其碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)和钙素表达均呈强阳性。体内植入实验的裸鼠健康状况良好,伤口完全愈合,6周后BG/COL周边及内部有骨组织和血管生成。填补承重骨缺损实验证明组织工程支架重现了新骨再生的过程。由此可见,这种新型的复合多孔支架材料具有良好的生物相容性,其制备的组织工程骨具有良好的成骨性能,是理想的应用于骨组织修复和再生的组织工程支架材料。微纳米生物活性玻璃表现出良好的生物学响应,尺寸较小的纳米生物玻璃能够明显促进细胞增殖。同时基因水平的检测表明,具有较高活性的纳米生物活性玻璃可以促进成骨相关基因COL1a1和OPN的表达。用PEG6000做模板合成的生物活性玻璃微球,无论是在成骨诱导环境还是普通培养环境中,相比PEG10000为模板合成的无规则生物活性玻璃,能更好地促进碱性磷酸酶的分泌,及成骨相关基因COL1a1、OPN、Runx2的表达,有良好的成骨性能。