多巴胺表面修饰/负载软骨源性形态发生蛋白1的3D打印聚己内酯-羟基磷灰石三维多孔支架促进人BMSCs成软骨分化的实验研究

作     者：徐燕 魏波 周进 姚庆强 王黎明 那键 XU Yan;WEI Bo;ZHOU Jin;YAO Qingqiang;WANG Liming;NA Jian

作者机构：南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)骨科南京210006 徐州市中心医院骨科江苏徐州221009 

出 版 物：《中国修复重建外科杂志》 (Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery)

年 卷 期：2018年第32卷第2期

页      面：215-222页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：南京市卫生局重点项目(ZKX15024) 徐州市科技计划社会发展项目(XM138086) 

主　　题：3D打印技术 多巴胺 聚己内酯 羟基磷灰石 复合支架 软骨源性形态发生蛋白1 BMSCs 软骨组织工程 

摘      要：目的探讨利用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载软骨源性形态发生蛋白1(cartilage derived morphogenetic protein 1,CDMP1)的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)-羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)三维多孔支架,体外诱导人BMSCs(human BMSCs,hBMSCs)成软骨分化的可行性。方法采用3D打印技术制备PCL-HA支架,经多巴胺表面修饰后,将CDMP-1负载于支架上,扫描电镜观察支架表面微结构,并检测孔隙率和水静态接触角。体外成软骨分化实验:分为A、B、C 3组,A组为PCL-HA支架,B组为多巴胺表面修饰的PCL-HA支架,C组为多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA支架;将h BMSCs植入3组支架,成软骨诱导培养后比较细胞黏附率、细胞增殖(MTT法)和细胞活性(Live/Dead染色法),并采用实时荧光定量PCR检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的基因表达。结果 3组支架均呈三维多孔圆柱体状,孔洞相互联通,孔径为400~500μm,孔隙率为56%,材料纤维走向为0°/90°。经多巴胺表面修饰后,支架颜色由初始的白色变为棕色;水静态接触角也由76°降为0°。体外培养24 h,A、B、C组细胞黏附率分别为34.3%±3.5%、48.3%±1.5%、57.4%±2.5%,比较差异均有统计学意义(P0.05)。Live/Dead染色显示3组细胞均有较好的细胞活性。MTT检测显示各组h BMSCs均生长良好,吸光度(A)值随培养时间延长而增大;培养4、7、14、21 d时,C组A值显著高于A、B组,B组高于A组,差异均有统计学意义(P0.05)。随培养时间延长,3组Ⅱ型胶原mRNA和Aggrecan mRNA表达均持续增加;培养7、14、21 dⅡ型胶原mRNA相对表达量及培养14、21 d Aggrecan mRNA相对表达量,C组均显著高于A、B组,B组高于A组,比较差异有统计学意义(P0.05)。结论采用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA三维多孔支架,体外与hB MSCs共培养,可促进细胞黏附、增殖及成软骨分化。