可注射性藻酸锶凝胶应用于骨组织工程的体外研究

作     者：涂以济 吴添龙 叶爱芳 徐浚怀 郭菲 程细高 

作者机构：南昌大学医学院南昌330000 南昌大学第二附属医院骨一科 

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

年 卷 期：2013年第27卷第12期

页      面：1499-1505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：国家自然科学基金资助项目(81060147) 

主　　题：骨组织工程 藻酸锶凝胶 藻酸钙凝胶 支架材料 

摘      要：目的体外研究藻酸锶凝胶作为骨组织工程支架材料的应用潜力，为可注射骨组织工程支架材料的制备提供依据。方法制备2．0wt％藻酸钠溶液，分别与0．2mol／LSrCl2及CaCl2胶凝液离子交联形成藻酸锶和藻酸钙凝胶，扫描电镜观察微观结构并测其压缩模量、溶胀率及降解率。采用全骨髓培养法分离培养兔BMSCs并鉴定，将第5代BMSCs分别接种于藻酸锶凝胶（实验组）和藻酸钙凝胶（对照组），观察其生长、黏附及增殖情况；两组凝胶来源的细胞成骨诱导后采用细胞化学法检测ALP活性，荧光定量RT-PCR检测成骨相关基因Osterix（OSX）、I型胶原、Runx2mRNA表达，茜素红染色、VonKossa染色检测钙盐沉积情况，并设同法制备的藻酸钙凝胶来源的BMSCs作为空白对照组。结果藻酸锶与藻酸钙凝胶微观结构相似，均有均匀的孔隙结构；藻酸锶及藻酸钙凝胶压缩模量分别为（186．53-4-8．37）、（152．14-4-7．45）kPa，比较差异有统计学意义（t=6．853，P=0．002）；溶胀率分别为14．32％±1．53％和15．25％±1．64％，比较差异无统计学意义（t=-0．737，P=0．502）；两种凝胶的体外降解性均较好，第20、25、30天藻酸锶凝胶的降解率明显低于藻酸钙凝胶（P〈0．05）。BMSCs于两组凝胶中1～4d时呈悬浮生长，之后逐渐黏附生长并形成大量细胞集落。三维培养第21天，实验组细胞的DNA含量为（4．38±0．24）g，显著高于对照组的（3．25±0．21）g（t=-8．108，P=0．001）。成骨诱导培养第12天，实验组ALP活性为（15．28±1．26）U／L，显著高于对照组的（12．07±1．12）U／L（P〈0．05）。实验组OSX、I型胶原、Runx2mRNA相对表达量均高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05）。成骨诱导培养第21天，两组茜素红染色及VonKossa染色均可见钙盐沉积，实验组的钙结节数量及磷酸盐沉积面积均显著高于对照组（P〈0．05）。结论藻酸锶凝胶具有优良的理化特性，对BMSCs增殖及成骨分化有显著促进作用，可作为可注射骨组织工程支架材料。