【摘 要】
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牙槽骨缺损作为一种常见疾病可引发一系列的颌面部疾病。目前修复骨缺损的方式中,自体骨供量有限,异体骨或异种骨移植常出现术后排异反应,因此,针对牙槽骨缺损修复而设计出一种来源广、价格低且生物相容性佳的骨组织工程材料迫在眉睫。生物高分子聚合物来源广泛、生物相容性佳、可降解且可塑性强。壳聚糖（Chitsoan,CS）作为多糖的一种,不仅具有上述优点,还能模拟细胞外基质（Extracellular Matr
【基金项目】
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国家自然科学基金（82071094、81700990）； 江苏省医学重点人才培养类别A（ZDRCA2016095）；
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牙槽骨缺损作为一种常见疾病可引发一系列的颌面部疾病。目前修复骨缺损的方式中,自体骨供量有限,异体骨或异种骨移植常出现术后排异反应,因此,针对牙槽骨缺损修复而设计出一种来源广、价格低且生物相容性佳的骨组织工程材料迫在眉睫。生物高分子聚合物来源广泛、生物相容性佳、可降解且可塑性强。壳聚糖（Chitsoan,CS）作为多糖的一种,不仅具有上述优点,还能模拟细胞外基质（Extracellular Matrix,ECM）结构,提高骨结合成功率。但CS的缺点是机械强度较低,目前常通过将纳米材料与CS相结合的方式来提高其机械性能并进一步优化该复合材料。还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide,rGO）作为碳基纳米材料的一种,由氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）还原而来,它具有较大的比表面积及优异的理化特性。目前已有多项研究证实rGO可通过与有机高分子材料合成来提高原有材料的机械性能及生物学性能。因此,本研究拟通过将rGO与CS通过氢键结合及自组装的方式,制备出rGO/CS/GP骨组织工程支架,并通过系列实验确定rGO的最佳浓度,再进一步推断rGO修饰CS/GP支架对其原有理化性能的改善效果,从而设计出一种合适的人工修复材料。目的:本研究旨在制备rGO并通过rGO修饰CS/GP支架,构建出合适rGO浓度修饰的rGO/CS/GP支架,开发出适合牙槽骨缺损修复的骨组织工程支架材料。方法:首先通过改良式Hummers法制得GO,通过化学还原法制备rGO,利用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱仪等对rGO进行理化检测;再将rGO引入CS/GP支架中,制备出不同浓度的rGO/CS/GP支架,通过表面微观形貌观察、化学结构分析及相关理化性能检测筛选出合适的rGO浓度;最后将hDPSCs在该支架上培养,通过分析细胞生长及分化来进一步阐释该支架的生物学性能。结果:rGO呈褶皱样的薄片层结构且去除了表面大多数的含氧基团;扫描电镜显示0.25%rGO/CS/GP支架上的rGO片层均匀结合于壳聚糖多孔支架的小梁表面,孔径为 113.19±46.85μm,孔隙率为 52.99±6.75%,吸水率为 621.48±15.99%,21 d降解率为64.72±2.24%,发生50%形变时应力可达到0.29MPa,弹性模量为1.47±0.21MPa。将hDPSCs接种于0.25%rGO/CS/GP支架上培养,16h接种率为83.22%,第5、7天的MTS结果显著高于对照组,成骨诱导14天的ALP活性高于对照组,14d、28d的茜素红染色同样高于对照组。结论:通过化学还原反应成功制备rGO;将rGO成功引入CS/GP支架内,通过对比各组支架理化性能,本研究认为含量为0.25%的rGO修饰壳聚糖骨组织支架可改善其力学性能,提高原有支架的吸水率并降低降解速率,同时可显著提高hDPSCs的细胞黏附率、细胞增殖及细胞成骨向分化,在骨组织工程领域表现出较大潜力。
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