HA/PU复合支架材料生物相容性的评估

目的通过静电纺丝的方法制备plga/ha复合支架,探讨电纺参数对复合支架纤维形貌和直径的影响。方法以三氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺为混合溶剂制备plga/ha纺丝液,通过调节plga的浓度、电压、接收距离,制备具有不同表面形貌的plga/ha复合纤维,采用sem观察plga的浓度、电压、接收距离对纤维形貌和直径的影响。结果复合纤维的直径随plga浓度的增加而增加;随电压的增加而增加;随接收距离的增加先减小后增加。结论制备plga/ha复合支架较合适的电纺参数为:plga浓度25%,电压20kv,接收距离15cm。静电纺丝法制得的plga/ha复合支架有可能作为骨组织再生的支架在组织工程领域发挥作用。

以共沉淀法制备了羟基磷灰石/丝蛋白(ha/sf)复合骨修复材料,并对材料进行了xrd、tem、sem、孔径分布和孔隙率等相关的测试和表征。结果表明:该复合材料的无机组分为20~30nm长、5nm宽的棒状羟基磷灰石(ha)结晶,这些晶粒沿c轴自组装团聚成簇分散在丝蛋白基质中形成三维多孔结构,其孔径分布在0.3~115μm之间,开口孔隙率达66%。该材料植入动物体内,未出现明显的排异反应,在植入部位有连续的骨性连接和新生骨形成,说明ha/sf复合材料具有良好的生物相容性和骨诱导活性。

多孔聚乙烯醇/明胶软骨组织工程支架复合材料的制备及其 生物相容性 作者：郭涛;韩志;杨天府;李玉宝;苑天红;肖杰;陈艺新 作者机构：贵阳市第四人民医院骨科,贵州省贵阳市,550002;贵阳中医学院,贵州 省贵阳市,550002;四川大学华西医院骨科,四川省成都市,610041;四川大学分析 测试中心,四川省成都市,610041;贵阳医学院,贵州省贵阳市,550004;贵阳市第四 人民医院骨科,贵州省贵阳市,550002;贵阳市第四人民医院骨科,贵州省贵阳 市,550002 来源：中国组织工程研究 issn：2095-4344 年：2011 卷：015 期：025 页码：4587-4590 页数：4 中图分类：r318 正文语种：chi 关键词：多孔聚乙烯醇;明胶;软骨组织工程;支架;复合材料 摘要：背景:以明胶为基

目的评价丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料的生物相容性。方法体外研究将成骨样细胞株mg-63细胞与不同材料进行复合培养,利用倒置显微镜、四甲基偶氮唑盐比色(mtt)法进行生物相容性评价;体内研究将不同材料植入新西兰大白兔股骨髓腔,分别在4周、8周取出标本,he、新三色染色后观察新骨生成情况。结果在体外、体内实验中丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料组均显示出良好的生物相容性。结论丝素蛋白-羟基磷灰石复合生物材料具有良好的生物相容性,为新型骨替代材料的制备及应用提供新的思路。

目的:探讨采用聚乳酸(polylacticacid,pla)、甲壳素与明胶为原料,构建生物可降解性复合支架,修复腹壁缺损的可行性。方法:采用1%戊二醛交联的明胶作为支架内芯,pla和甲壳素以7∶1比例纺丝编织构建支架的外网套,将明胶嵌入外网套,以构建生物可降解性复合支架。将支架浸于磷酸盐缓冲溶液(pbs)中震荡,以检测支架的降解时间;采用直接接触和mtt法检测支架的细胞毒性;通过拉伸、胀破实验测定其力学性能;将密度为1×107/ml的成纤维细胞种植至支架上,观察细胞的黏附、增殖、分化及基质分泌情况。结果:交联明胶的降解时间为(54.8±0.5)d,可适应在细胞长入后的早期降解。外网套的降解时间为(312.5±6.5)d,可维持较长时间的力学强度;横向断裂强度为(319.2±37.8)n,纵向断裂强度为(620.4±45.2)n,可以满足修复腹壁缺损的力学要求。细胞毒性实验显示支架细胞毒性为0～1级,增殖良好;与未交联组(对照组)相比,无统计学差异(p>0.05)。成纤维细胞种植在支架上培养5d后长满支架表面;细胞种植7d后,开始分泌胞外基质。结论:由交联明胶作为内芯,pla及甲壳素编织物作为外网套构建的生物可降解性复合支架具有良好的机械性能、降解性、生物相容性,体外实验结果证实其可满足腹壁缺损修复的要求。

近年来,随着组织工程的深入研究,骨组织工程受到学者越来越多的重视。目前,骨组织工程的研究重点集中在支架材料、种子细胞、骨构建的相关生长因子等三个方面。纳米羟基磷灰石(nanohydroxyaptite,nhap)属于陶瓷类材料,有利于人体骨组织的修复、整合及改善植入组织的力学性能,因其优良的生物性能而备受关注,nhap已作为骨

目的观察以胶原缓释重组人骨形态发生蛋白-2（rhbmp-2）复合骨髓问充质干细胞（bmscs）及珊瑚构建的组织工程骨修复颅骨缺损的能力，明确复合bmscs的组织工程骨修复颅骨缺损后新骨的来源。方法构建三种复合支架材料：（1）rhbmp-2／珊瑚；（2）胶原／rhbmp-2／珊瑚；（3）bmscs／胶原／rhbmp-2／珊瑚。将其分别植入兔颅骨缺损处，8周和16周后采用x线片、he染色、masson三色染色法、荧光显微镜等观察比较骨缺损修复的情况。通过brdu标记bmscs及免疫组化染色方法证实新骨的来源。结果bmscs／胶原／rhbmp-2／珊瑚组材料修复颅骨缺损的能力最强，且与自体髂骨修复的情况相近；胶原／rhbbmp-2／珊瑚组材料次之，rhbmp-2／珊瑚组材料成骨能力较弱。bmscs参与了新骨组织的形成，新骨组织部分来源于经诱导的bmscs。

关节软骨的解剖结构比较特殊,极易引起损伤。同时,组织修复能力较差。怎样对关节软骨缺损进行修复,这是骨科长期以来的研究热点之一。在修复领域,学者大多通过组织工程方法模拟某种损伤结构。本研究将探讨新型生物支架材料一包埋载生长因子纳米微球的医用聚氨酯/脱细胞软骨支架与骨髓间充质干细胞骨髓间充质干细胞(bmscs)复合后修复关节软骨缺损的效果。1材料与方法1.1组织工程化骨的制备:(1)骨髓间充质干细胞:运用密度梯

木塑复合材料是用途广泛的新型材料之一,本文介绍了处理界面相容性的物理及化学方法,并对常用的处理方法进行对比分析。

背景:临床试验证明纳米晶胶原基骨支架材料具有较好的组织相容性、合适的孔隙率及降解性能,但缺乏缓释生长因子的作用,且无成骨诱导性。目的:将聚乙稀吡咯啉酮与骨形态发生蛋白复合后形成复合颗粒,再修饰纳米晶胶原基骨制备复合支架,观察骨形态发生蛋白的体外缓释效果。方法:实验分3组,实验组取冻存管2支,每支放入5mm×5mm×5mm纳米晶胶原基骨1块,滴加聚乙稀吡咯啉酮混匀,-4℃冻存过夜,再滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存;对照组1取冻存管2支,每支放入5mm×5mm×5mm纳米晶胶原基骨1块,滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存;对照组2取冻存管2支,每支放入5mm×5mm×5mm未脱钙的大鼠松质骨1块,滴加聚乙稀吡咯啉酮混匀,-4℃冻存过夜,再滴加骨形态发生蛋白溶液,真空抽干后冻存。观察14d,采用elisa法检测3组复合物骨形态发生蛋白的体外释放活性。结果与结论:观察到14d时,两对照组骨形态发生蛋白a值趋近于0,而实验组上清液中骨形态发生蛋白仍保持较高的a值,组间比较差异有显著性意义(p<0.05)。表明经聚乙烯吡咯烷酮修饰后纳米晶胶原基骨支架具有明显缓释骨形态发生蛋白的作用。

软骨的修复是当前医学界十分棘手的难题,人们采取若干手段均收效甚微。由于软骨缺损时,其下的软骨下骨常出现硬化、退变,而新生软骨是无法与病变的软骨下骨进行整合的,所以在修复软骨的同时,必须重视软骨下骨的修复。近十几年来,人们开始发明和利用各种骨软骨复合支架,进行同时修复软骨与软骨下骨的动物实验研究。在正常骨软骨组织中,软骨与软骨下骨被钙化层所相连,此外钙化层也将软骨与软骨下骨分隔在不同的生存环境中。根据仿生学原理,人们又设计出一种带有隔离层的新型骨软骨复合支架,并取得了较为理想的实验结果。本文就国内外骨软骨复合支架的研究进展作一综述。

目的:观察新型纳米复合骨修复材料明胶-羟基磷灰石-米诺环素复合物(gel-ha-m)的抗菌性。方法:以生理盐水作为释药介质,称取0.2ggel-ha-m纳米复合骨修复材料做体外缓释实验,并以不含米诺环素的gel-ha作为对照组。取第1、3、5、7、14、21、26、30天的缓释液,分别对牙龈卟啉单孢菌(pg)和金黄色葡萄球菌进行体外抑菌实验,以此观察gel-ha-m纳米复合骨修复材料的抗菌性。结果:gel-ha-m纳米复合物具有抗菌性,并在第30天时仍具有抗菌性,能够抑制细菌生长。结论:gel-ha-m纳米复合物能够较长时间地持续缓释米诺环素,对于pg和金黄色葡萄球菌均具有良好的抑制作用。

以钛粉为原料,采用有机泡沫浸渍法制备高孔隙率的开孔网状多孔ti金属支架,并采用电化学沉积和生物仿生矿化的方法在支架表面沉积磷酸钙盐涂层。实验结果表明,两种方法均可以在多孔ti金属支架表面沉积具有良好生物活性的纳米网状ca-p涂层且不影响其三维贯通结构。因此所制备的多孔ti金属复合支架不仅拥有良好的力学性能,而且具有良好的生物学性能,有望应用于临床。

羟基磷灰石(ha)是骨组织中无机物的主要成分。利用丝胶蛋白(ss)良好的生物相容性、生物降解性、细胞相容性,以及含有的羧基和羟基能与ca2+紧密结合的特点,将氢氧化钙和磷酸以湿法合成的羟基磷灰石按一定的比例加入到浓缩后的丝胶蛋白溶液中,经冷冻干燥制备成丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料,期望用于骨替代和骨缺损修复。对丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料进行扫描电镜(sem)、x射线衍射(xrd)、红外吸收光谱(ftir)、热力学性能以及力学性能等检测,并探讨不同原料配比对材料结构与性能的影响。结果表明,丝胶蛋白/羟基磷灰石复合支架材料的孔隙分散均匀,孔隙率33.0%～62.5%;支架材料中的ha呈弱结晶态,与人体骨组织中ha的晶体态相似,丝胶蛋白分子呈β折叠结构;随着复合支架材料中ha的比例不断增加,材料的热分解温度提高,热学性能改善,当ha的质量分数达到50%时,弹性模量增大到15.64mpa,呈现较好的结构性能。

将介孔生物活性玻璃(mbg)与脱钙骨(db)复合,利用浸渍法制备出mbg/db复合支架材料.采用红外光谱(ftir),扫描电镜(sem),x射线衍射(xrd),电子万能材料试验机等方法对牛松质骨(cb)、db、mbg/db复合支架进行表征.结果表明,cb经浸酸处理后制备的db,孔径大小在200～600μm范围内,孔隙率约为71%,抗压性能比cb明显降低(1.10±0.31)mpa,而采用浸渍法制备的复合支架,孔隙率降为40%左右,而压缩强度明显提高(8.49±2.14)mpa.体外生物活性测试表明:复合支架具有良好的生物活性.

以冷冻干燥和纳米合成技术制备生物玻璃和胶原复合支架材料,采用扫描电镜观察、红外光谱分析、差示扫描量热分析、热重分析、弯曲强度测试等分析手段,对复合支架的理化性能进行研究。研究结果表明:制备的支架具有多孔结构。在制备过程中,两相间产生了化学键合作用。由此论证了复合支架的孔隙结构可为细胞生长及细胞外基质的产生提供充分的空间。两相间的键合作用对于提高骨支架材料的热稳定性能、力学性能,减弱植入体内后在体液中的膨胀和浸析反应具有至关重要的作用。

目的探讨致孔剂nacl粒径和比例、变性剂和聚乙烯醇(pva)等因素对基因重组蛛丝蛋白-pva复合支架材料形态及性能的影响.方法基因重组蛛丝蛋白溶解于98%甲酸,采用冷冻干燥粒子滤沥法制备重组蛛丝蛋白-pva复合多孔支架;采用扫描电子显微镜观察支架的形态;采用单纤维强力试验机测试支架机械性能.结果乙醇作变性剂制得的多孔支架力学性能较好,支架的断裂应力、断裂比强度均提高5倍以上,断裂伸长率可达12.21%.以粒径&lt;500μm的nacl为致孔剂制得的多孔支架力学性能较好.高分子材料pva能明显改善重组蛛丝蛋白多孔支架的件能.结论重组蛛丝蛋白-pva复合支架材料有望在组织工程领域得以应用.

为改善生物活性玻璃与高分子之间的相容性,利用aptes改性生物活性玻璃(sbg),通过冷冻干燥法制备出用于骨和软骨组织工程的壳聚糖-明胶/aptes改性生物活性玻璃(cs-gel/sbg)仿生型复合多孔支架,并对其孔隙率、力学性能和显微形貌进行了表征;探讨了各组分不同含量、交联剂和冷冻温度对cs-gel/sbg复合支架孔隙率、力学性能和显微观结构的影响。研究表明,当sbg和cs-gel的含量分别为70和40g.l-1,用edc和nhs交联,-50℃急冻2h后,又在-15℃下冷冻10h,最后真空冷冻干燥,制备出孔隙分布均匀、孔隙率达到90%以上、三维连通的复合多孔支架。

利用冷冻干燥法制备了β-casio3/丝素蛋白复合支架材料,经xrd和ftir分析表明复合支架中丝素的结构主要以β-折叠为主;sem分析显示材料孔隙分布均匀,孔连通性较好,孔径尺寸约为100～300μm。对支架的孔隙率和机械强度等性能进行了表征,研究表明复合支架的孔隙率为83%～87%,机械强度有较大提高。应用模拟体液浸泡实验研究了复合支架的体外生物活性,并用xrd、fesem和eds对试样表面进行了表征;结果显示,样品经模拟体液浸泡3天后,表面都能沉积出类骨羟基磷灰石(ha)层,β-casio3的加入能加快复合支架表面沉积类骨ha的速度。研究结果显示β-casio3/丝素蛋白复合支架材料有望作为强度较好的生物活性硬组织修复材料。

目的探讨双层壳聚糖(chitosan,cs)/hap复合支架作为骨软骨组织工程支架的可行性,并结合兔自体bmscs修复骨软骨缺损。方法采用冻干法和烧结法制作双层cs/hap复合支架,检测其理化特性。取日本大耳白兔骨髓4～6ml,全骨髓培养法分离纯化bmscs,并鉴定。调整第2代bmscs细胞密度为2×107个/ml,应用纤维蛋白胶种植技术,接种至双层cs/hap复合支架,体外构建细胞-支架复合物。取36只日本大耳白兔,于右侧膝关节股骨下端外侧髁负重区,作一直径4mm、深3mm的圆柱形缺损,制备兔膝关节骨软骨缺损模型。根据缺损区植入物的不同,分为a、b、c3组(n=12)。a组:植入细胞-支架复合物;b组:植入双层cs/hap复合支架;c组:不植入任何材料,作为空白对照组。术后6、12周取材,行大体及组织学观察,采用改良wakitani法评分。结果双层cs/hap支架cs层孔隙率为76.00%±5.01%,孔径为200～400μm,平均300μm,孔洞相通;hap层孔隙率为72.00%±4.23%,孔径为200～500μm,平均350μm,孔洞相通,结合部结合好。全骨髓法培养bmscs,第7天可见集落形成,14d传代;免疫组织化学检测示cd44(+)和cd45(—)。大体观察和组织学检测显示,a组基本修复软骨缺损,骨缺损修复不良,有骨小梁长入;b、c组骨、软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在。术后6、12周,a组改良wakitani评分分别为(5.17±1.17)分和(3.20±0.75)分,均优于b、c组,差异有统计学意义(p<0.05)。结论双层cs/hap复合支架可作为骨软骨组织工程支架,复合bmscs可修复兔关节软骨与骨缺损,重建关节解剖结构。

卫星用钴基毛细管材料与肼相容性的研究:动态相容性

以含ca2+和po34-的溶液为无机相,壳聚糖(chitosan,cs)溶液为高分子相,采用原位水化法制备羟基磷灰石(hydroxyapatite,hap)/cs复合多孔支架材料。xrd和ir的表征和分析表明水化24h后,复合支架中的钙磷盐从磷酸氢钙(dicalciumphosphatedehydrate,dcpd)转化为hap。sem和eds显示15μm左右的棒状hap颗粒均匀地分散在多孔支架的孔壁上,压缩强度的测试结果表明这种结构显著提高复合支架的力学性能。