负载去铁胺聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石复合支架的血管化成骨

摘要

背景:3D打印的聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石支架因其个性化的外型、优异的生物相容性和骨传导性,被广泛应用于临界骨缺损修复,然而由于支架内部缺乏早期的血管供应,植入后对骨组织再生会产生不利影响.目的:验证负载去铁胺的聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石复合支架的成骨与成血管作用.方法:采用低温3D打印技术分别构建聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石复合支架(对照支架)与负载去铁胺的聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石复合支架(实验支架),表征支架的微观形貌与体外降解性能,同时检测负载去铁胺的聚乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石复合支架的去铁胺缓释性能.将大鼠脂肪干细胞分别接种于两组支架上,以接种培养板的细胞为对照,分别进行细胞骨架观察、细胞增殖实验、活死细胞染色、qRT-PCR检测与免疫荧光分析.结果与结论:①扫描电镜下可见,两种支架具有均匀分布的大孔结构,表观形貌无明显差异,支架孔径约510 μm;②体外降解实验显示,两组支架均缓慢稳定的降解,第8周时的降解率均小于10%;两种支架周围的pH值稳定在7.1-7.4;③体外缓释实验显示,实验支架浸泡在PBS中前2周时去铁胺释放较快,后期释放较为平缓,在8周内释放了75%左右;④荧光倒置显微镜下可见,两种支架上的脂肪干细胞均呈纺锤形,铺展较大;扫描电镜下可见,两组支架上均有很多细胞伪足,细胞在材料表面有较大的铺展;⑤CCK-8实验显示,3组细胞增殖无差异(P > 0.05);⑥qRT-PCR检测显示,与对照组及对照支架组比较,实验组支架组的血管内皮生长因子、骨钙素基因表达升高(P < 0.01);免疫荧光分析显示,与对照组及对照支架组比较,实验支架组的血管内皮生长因子、骨钙素蛋白表达升高(P < 0.01);⑦结果表明,3D打印乳酸-羟基乙酸/羟基磷灰石/去铁胺支架有望发挥良好的成骨和血管化双重作用.