納米羥基磷灰石-殼聚糖骨組織工程支架的研究.pdf

1、骨組織工程技術為外傷、骨腫瘤、骨病等造成的骨缺損修復提供了一種新的治療途徑。具有多孔三維結構組織工程支架的開發(fā)是組織工程骨構建中的重要研究內(nèi)容。理想的骨組織工程支架應該能模擬骨組織的形態(tài)、結構和功能。 殼聚糖(chitosan，CS)、羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)在組織工程骨構建中是較理想的材料。HA是骨組織的成分，納米HA(nano-HA)除了具有傳統(tǒng)HA的特性外，理化和生物學性能也很理想。為了結合CS和H

2、A兩種材料的優(yōu)點開發(fā)骨組織工程支架，常把這兩種材料復合得到性能更好的骨組織工程支架材料。傳統(tǒng)的制備方法是將nano-HA粉體與CS溶液共混得到骨組織工程支架，但是nano-HA存在易聚集、分散困難等缺點。雖然采用原位復合的方法可以制備出nano-HA分散均勻的nano-HA/CS體系，但是得到骨組織工程支架材料沒有細胞遷移、生長所必需的多孔結構。 本研究通過將原位復合和冷凍干燥相結合的方法制備了多孔的nano-HA/CS(CS粘

3、均分子量5.95×10<'5>，脫乙酰度90.75％)骨組織工程復合支架，在評價其理化和生物學性能的基礎上，用此復合支架在體外構建組織工程化骨。 主要研究內(nèi)容： 1.采用原位復合-冷凍干燥法制備nano-HA/CS骨組織工程復合支架，通過掃描電鏡、透射電鏡、X線衍射和傅立葉紅外光譜分析支架的微觀形貌及材料的組成。 2.研究不同HA/CS固體含量、比例；原位復合反應中不同NaOH液濃度；不同預冷凍溫度對支架物理化學

4、性質(zhì)的影響。 3.通過nano-HA/CS支架在模擬體液的浸泡實驗，初步在體外評價其生物活性，檢測類骨磷灰石在支架上的形成狀態(tài)。 4.分離初生Wistar大鼠的成骨細胞，進行鑒定并探討大鼠成骨細胞在體外增殖、分化過程；傳代培養(yǎng)體外擴增種子細胞，為構建組織工程骨建立基礎。 5.取傳代培養(yǎng)至第3代成骨細胞與nano-HA/CS支架復合培養(yǎng)，在體外構建組織工程化骨；測定成骨細胞在支架上的黏附率并與細胞在純CS支架上的黏

5、附率作比較；檢測成骨細胞在不同支架上的增殖曲線并通過組織化學染色、掃描電鏡觀察細胞形態(tài)。 實驗結果表明： 采用原位復合-冷凍干燥法制備的nano-HA/CS骨組織工程復合支架具有多孔結構，孔徑在100μm-500μm左右，大多數(shù)孔徑在300μm-400μm間。復合支架具有很高的孔隙率，并且隨CS和HA含量的增加，復合支架孔隙率明顯降低，密度升高，壓力強度增高，nano-HA/CS復合支架(CS 3％，CS-HA 3/1)

6、壓力強度可以達到1.41MPa。通過改變預冷凍溫度，可以控制復合支架的孔徑和孔隙率，預冷凍溫度越低，支架的孔徑越小，孔隙率越低。掃描電鏡和透射電鏡觀察顯示，合成的HA晶體，晶粒大小為納米級，晶粒在復合支架孔壁上均勻、連續(xù)分布如“鋪路石”樣。X線衍射和紅外分析表明，合成的HA是含CO<,3><'2->弱結晶納米晶體與骨磷灰石類似。復合支架在模擬體液中，CS可以逐漸降解，nano-HA溶解，并且可以促進類骨磷灰石沉積。 從初生Wis