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负载巯基化淫羊藿苷支架的构建和体外成骨性能研究

负载巯基化淫羊藿苷支架的构建和体外成骨性能研究

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作者：罗昭聪四川大学

学位级别：硕士

骨折、感染和肿瘤切除等引起的骨缺损的再生是临床上的一大挑战,仿生支架因能有效避免免疫排斥反应、克服供体缺乏等优势而作为治疗骨缺损的一种有前途的替代材料,近年来,大量的生物材料都根据天然骨的组成和结构进行设计。同时,为提高... 详细信息

骨折、感染和肿瘤切除等引起的骨缺损的再生是临床上的一大挑战,仿生支架因能有效避免免疫排斥反应、克服供体缺乏等优势而作为治疗骨缺损的一种有前途的替代材料,近年来,大量的生物材料都根据天然骨的组成和结构进行设计。同时,为提高支架材料的骨修复效果,通常通过引入骨诱导因子来改善支架的骨修复性能。淫羊藿苷(Ica)作为一种良好的促成骨活性物质,其与生长因子相比具有价格低廉、提取简单、性质稳定等优势,因而可将其引入支架中替代生长因子或与生长因子协同作用促进骨再生修复。而与Ica相比,巯基化淫羊藿苷(Ica-SH)具有类似的促成骨活性和更好的细胞相容性,载入支架后可以实现药物长期稳定的释放。因此,本研究首先制备了两种不同取代度的丁二酸淫羊藿苷单酯(Ica-SA)和Ica-SH,评价了Ica-SA和Ica-SH的细胞相容性,以及不同浓度Ica-SH对OVX-r BMSCs体外成骨分化的影响。随后,通过乳液模板法将Ica-SH载入到甲基丙烯酸化胶原/羟基磷灰石(CM/HAp)仿生支架中,获得了负载Ica-SH的支架材料(CM/HAp/PLGA@Ica-SH),考察了支架的微观形貌、药物分布与药物释放等性能,并初步考察了支架材料的细胞相容性和体外成骨性能。具体内容如下:(1)Ica-SH的制备和表征。成功制备出不同取代度的Ica-SA(Ica-SA-L和Ica-SA-H)和Ica-SH(Ica-SH-L和Ica-SH-H),通过H-NMR、FTIR和溶解度测定等方法对其进行表征,通过细胞实验评估了Ica-SA和Ica-SH的细胞相容性,考察了不同浓度的Ica-SH-L对OVX-r BMSCs增殖、铺展以及成骨分化的影响,发现20μM的Ica-SH-L更能显著提高OVX-r BMSCs中ALP的表达和钙盐的沉积。(2)负载Ica-SH-L支架的构建和表征。通过乳液模板法、光交联技术和冷冻干燥技术成功制备了含有Ica-SH-L/PLGA微球的支架材料(L0、L1.5、L3、L6),药物均匀分布在PLGA微球中,并能从支架中缓慢释放,且药物实时释放浓度与支架的载药量呈正相关。药物的载入对支架材料的微观形貌、溶胀以及力学性能无明显影响,但对支架后期的降解速率稍有影响,支架的载药量越高,降解速率相对越慢。(3)负载Ica-SH-L支架的细胞相容性和成骨性能。通过接触和非接触培养考察了载药支架的细胞相容性,结果显示三种载药量的支架均具有良好的细胞相容性,同时,Ica-SH-L的载入能够促进小鼠MSCs的成骨分化,提高ALP的表达,且这种促进作用与载药量相关。当水凝胶支架中药物的载药量达到3mg/m L时,支架具有良好的促成骨活性。综上所述,相比于Ica,优化的Ica-SH-L具有类似的促成骨活性和更好的细胞相容性,载入CM/HAp仿生支架中可以实现药物长期稳定的释放,因而可保持支架长期的促成骨活性,促进骨缺损的修复。

关键词：复合支架巯基化淫羊藿苷羟基磷灰石胶原成骨分化

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