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题目:聚乙丙交酯多孔支架的降解与体外培养成骨细胞相互作用的研究

关键词:聚乙丙交酯(PLGA);多孔支架;成骨细胞;降解;相互影响

  摘要

聚乙丙交酯多孔支架由于具有良好的生物相容性和生物降解性而在骨组织工程中得到了广泛的应用。其中,支架的降解对于骨组织工程中细胞/支架材料复合物的长期行为有着重要的影响,可能会影响到细胞生长、组织再生和宿主反应等一系列过程。目前对PLGA多孔支架的降解机理和降解动力学研究得并不透彻,支架降解和细胞之间的相互影响还存在着许多未解决的问题。本论文通过检测成骨细胞增殖、碱性磷酸酶活性和分泌钙基质含量的变化情况,研究PLGA多孔支架降解对成骨细胞生理活性的影响,另外,通过电子天平、凝胶渗透色谱仪和岛津材料实验机等检测手段测量PLGA多孔支架种植成骨细胞后降解过程中质量、分子量、拉伸和压缩性能的变化情况,希望能为优化PLGA多孔支架设计提供一些相关实验数据。主要内容和结果如下:综合采用胰酶冷热交替法和连续植块培养法提取培养大鼠股骨原代成骨细胞,并传代培养至10代。通过HE染色、改良Gomori钙钴法染色和茜素红S染色等方法观察成骨细胞,可以确认所得细胞具有典型的成骨细胞特征。将成骨细胞4代和10代之间的生理活性进行比较,发现所得成骨细胞的生物学特征比较稳定,可以做为实验种子细胞。将PLGA多孔支架在PBS缓冲液中降解4周,用扫描电子显微镜可以观察到支架部分形态已经坍塌,孔径和孔径率急剧减少。检测种植在不同降解阶段支架上成骨细胞的增殖活性和分化产生钙基质的含量,发现降解2、4周组的结果均明显低于未降解组。将成骨细胞接种于未降解的支架上,降解4周,进一步观察PLGA多孔支架降解过程中对成骨细胞生理活性的影响。与接种于培养板的成骨细胞相比,接种于支架的细胞在支架材料降解中后期,增殖速度明显减慢,碱性磷酸酶活性和分泌钙的含量发生明显下降,说明支架材料后期降解对细胞产生的影响要大于降解初期。将成骨细胞培养在PLGA多孔支架上,支架降解过程中质量损失、分子量减小速度均快于对照组,力学拉伸强度和压缩弹性模量均有减小的趋势,细胞生理活动在一定程度上加快了支架材料的降解过程。