聚乳酸-明膠大孔徑支架的構(gòu)建及其細(xì)胞響應(yīng).pdf

1、大面積骨缺損修復(fù)一直是骨科醫(yī)學(xué)的難題，而創(chuàng)傷、腫瘤切除及感染等導(dǎo)致需植骨修復(fù)的人數(shù)呈不斷上升趨勢，骨組織工程的發(fā)展為治愈骨缺損修復(fù)提供了良好的前景。組織工程是利用具有特定結(jié)構(gòu)和功能的生物活性材料，通過體外培養(yǎng)細(xì)胞和構(gòu)建人工組織的方法，用以修復(fù)或再造器官及組織。具有特定結(jié)構(gòu)和功能的生物活性支架是對天然細(xì)胞外基質(zhì)的模擬，能夠在體外有效地促進(jìn)細(xì)胞的粘附、增殖和分化。本文針對傳統(tǒng)熱致相分離(Thermally induced phase sep

2、aration，TIPS)難以制備具有開放孔結(jié)構(gòu)的大孔徑聚乳酸(Poly-L-lactic acid, PLLA)支架的不足，通過研究TIPS過程特點，改進(jìn)TIPS制備PLLA大孔徑支架，然后利用水解結(jié)合相分離技術(shù)在其表面接枝明膠(Gelatin，Gel)，在不改變支架孔隙率的前提下，提高其物理及生物學(xué)性能，最后將人源脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(Human adipose-derived stem cells，hADSCs)接種到復(fù)合支架中進(jìn)行體

3、外三維培養(yǎng)，研究細(xì)胞在支架內(nèi)的增殖及分化情況。
　　本文首先采用兩步相分離法制備PLLA大孔徑支架，研究發(fā)現(xiàn)支架的孔徑和孔壁拓?fù)湫蚊簿梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)初步凝膠時間和溫度進(jìn)行控制。根據(jù)骨組織工程對支架孔徑的具體要求，篩選出適宜結(jié)構(gòu)的支架:大孔徑為191.65～265.49μm，平均孔徑為225.90±34.15μm、小孔徑為16.25～58.13μm，平均孔徑為39.56±12.90μm，微孔孔徑為197.24～523.00nm，平均孔

4、徑為387.94±102.48nm，孔壁上分布有短纖維結(jié)構(gòu)，纖維直徑為186.39～354.30nm，平均直徑為260.64±56.39nm。支架材料的壓縮模量為2.79±0.20MPa，將支架浸潤到1.5倍模擬體液(Simulated body fluid，SBF)中，體外孵育一段時間后，支架孔壁上有礦化結(jié)節(jié)產(chǎn)生，表明支架具有良好的體外礦化能力。采用低濃度氫氧化鈉對支架表面輕度水解后，利用碳二亞胺/N-羥基琥珀酰亞胺(EDC/NHS)

5、交聯(lián)，然后采用TIPS將Gel引入到支架內(nèi)部。結(jié)果顯示，Gel呈纖維狀分布在支架中，孔壁上有分布均勻呈多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的Gel，改性后支架的壓縮模量為7.22±0.13MPa，力學(xué)性能相較于改性前的支架得到顯著性提高。蛋白吸附能力由8.44±0.86mg/g提升為17.31±0.82mg/g。改性后支架在第1天的吸水率是改性前的5.62±0.42倍。將hADSCs接種在復(fù)合支架內(nèi)，于孔板中體外培養(yǎng)。熒光染色觀察細(xì)胞的活性及分化情況;CCK-

6、8測定復(fù)合支架內(nèi)細(xì)胞的增殖情況;激光共聚焦顯微鏡觀察支架內(nèi)的細(xì)胞粘附及伸展情況。結(jié)果表明hADSCs在復(fù)合支架內(nèi)體外培養(yǎng)6天后與對照組相比具有更好的細(xì)胞活性和增殖能力，在第6天的增殖量是對照組的1.41±0.06倍，很少細(xì)胞凋亡，且支架內(nèi)的細(xì)胞形態(tài)良好;激光共聚焦結(jié)果顯示hADSCs能夠很好的粘附在支架內(nèi)部并充分伸展;von Kossa染色結(jié)果表明細(xì)胞在第14天已經(jīng)表現(xiàn)出成骨表型，產(chǎn)生礦化結(jié)節(jié)。復(fù)合支架中的細(xì)胞外基質(zhì)含量是對照組的3.2