仿生骨单位结构生物玻璃材料的研制及在骨组织工程中的应用

发布时间：2021-11-11 22:08

　　研究背景和目的:骨缺损（bone defect）是创伤骨科常见的临床问题,也是一种具有挑战性的难题,常由暴力性损伤、感染、肿瘤和植入物介入等原因导致。大面积的骨缺损或骨缺损处理不当将会导致骨的不愈合甚至坏死,最终只能行截肢术治疗。目前,骨缺损的治疗方法有自体骨和异体骨移植,但骨来源的短缺和排异反应的出现又赋予其一定的局限性。生物玻璃（bioglass,BG）是一种促进骨组织缺损愈合并实现其生理功能的生物材料,因其具有良好的成骨活性和生物相容性而有望成为骨缺损修复的新型替代材料。钴（Co）离子可以产生类缺氧反应,刺激多种血管生成因子的产生。本课题通过植物藕带合成了一款具有多孔结构的生物支架（lotus sprout scaffold,LSS）,将BG和Co负载于其上,最终设计出了一款仿生骨单位结构的生物玻璃（COBG@LSS）,这种生物玻璃在具备良好成骨活性的同时又促进了骨血管和神经生成,有望为临床上大型骨缺损的治疗提供一种更有效的骨替代材料。方法:（1）合成藕带生物炭支架:通过把藕带进行反应釜煅烧和真空干燥机干燥得到具有多孔结构的藕带生物炭支架;（2）合成普通生物玻璃和含钴生物玻璃:采... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：45 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

材料的SEM图（A）藕带；（B）BG；（C）BG@LSS；（D）浸泡28天后的0BBG；（E）浸泡28天后的0.5BBG；（F）浸泡28天后的1BBG

第3章结果12泡后有羟基磷灰石的形成。能谱结果显示0.5B-BG在SBF溶液中浸泡28天后，Ca元素含量降低，提示Ca离子析出，在玻璃表面与溶液中的磷酸盐反应形成羟基磷灰石沉淀。图2材料傅里叶变换红外光谱和能谱分析图（A）0.5BBG在SBF溶液中浸泡28天后傅里叶变换红外光谱结果；（B）0.5BBG在SBF溶液中浸泡28天前能谱结果；（C）0.5BBG在SBF溶液中浸泡28天后能谱结果3.2材料的生物相容性将硼硅酸盐生物玻璃粉料置于人体模拟体液SBF中浸泡28天，图3（A、B），通过测量玻璃粉料浸泡后的重量丢失比例和浸泡后SBF的pH值变化来评价硼硅酸盐生物玻璃粉料的生物降解能力，结果显示随着生物玻璃粉料在SBF中浸泡时间的增长，人体模拟体液的pH值不断升高，重量丢失不断加快，两者变化趋势一致，硼酸盐生物玻璃正在加快降解。而在SBF中浸泡15天之后，生物玻璃的重量丢失和pH值变化速率开始减慢并趋于稳定状态，提示生物玻璃的降解速率减慢。图30.5B硼酸盐玻璃浸泡在SBF溶液中的（A）失重率变化；藕带；（B）PH值变化。

第3章结果133.3细胞黏附实验图4显示COBG@LSS与BMSCs共同培养后，BMSCs与支架表面紧密结合，BMSCs的伪足很好地粘附在生物玻璃介孔孔壁上。图4COBG@LSS与BMSCs共同培养12h后，戊二醛固定细胞后SEM观察结果。3.4细胞毒性实验与活死细胞荧光染色实验3.4.1细胞毒性实验在COBG@LSS浸渍液与BMSCs共同培养1、3、7天后使用CCK-8试剂盒检测细胞活性，图5A、B、C分别为共同培养第1天、第3天、第7天的细胞活力。我们发现在加入不同浓度的材料浸渍液条件下，细胞活力均高于85%，而当材料浸渍液浓度为0.125、0.0625cm2/ml时，材料浸渍液的加入对细胞活性基本无影响，实验结果有统计学差异。ABCD

【参考文献】：
期刊论文
[1]组织工程学中骨修复材料的研究热点与进展[J]. 魏晨旭,何怡文,王聃,侯婧霞,谢辉,殷放宙,陈志鹏,李伟东.  中国组织工程研究. 2020(10)



本文编号：3489619