【摘 要】
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骨缺损作为一种临床常见疾病,严重影响患者的生活质量。尽管骨组织具有足够的再生能力,但是大尺寸和复杂的几何缺陷会限制再生过程,因此需要合适的移植物以促进骨缺损恢复。磷硅酸钙生物陶瓷具有良好的机械性能和生物活性,具有广泛的应用前景;硅橡胶具有优异的生理惯性和化学稳定性,广泛应用于医学领域。本研究采用硅橡胶复合磷硅酸钙生物陶瓷,在室温下利用3D打印技术制备骨支架,并通过一系列的理化性能检测和分子实验证明
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骨缺损作为一种临床常见疾病,严重影响患者的生活质量。尽管骨组织具有足够的再生能力,但是大尺寸和复杂的几何缺陷会限制再生过程,因此需要合适的移植物以促进骨缺损恢复。磷硅酸钙生物陶瓷具有良好的机械性能和生物活性,具有广泛的应用前景;硅橡胶具有优异的生理惯性和化学稳定性,广泛应用于医学领域。本研究采用硅橡胶复合磷硅酸钙生物陶瓷,在室温下利用3D打印技术制备骨支架,并通过一系列的理化性能检测和分子实验证明生物陶瓷骨支架具有良好的理化性能和生物相容性。首先制备了四组硅橡胶含量不同的生物陶瓷膏体,检测其固化时间、抗压强度和孔隙率;选择硅橡胶含量为15%的配比制备孔隙尺寸为0.7 mm和0.6 mm的骨支架,使用扫描电子显微镜观察骨支架的微观结构,使用X射线衍射仪分析复合材料中晶相的组成,使用拉曼光谱仪分析支架粉末的光谱信号,并将骨支架浸泡于SBF溶液和Tris-HCl溶液中进行模拟矿化实验和体外降解实验;提取支架浸提液并配制成浸提液培养基,与成骨细胞共同培养24 h和72 h,检测细胞增殖效率;使用PCRArray筛选TGF-β通路和BMP通路内显著扩增的基因;通过RT-PCR实验探讨通路中促进成骨细胞增殖的详细过程。实验结果表明,生物陶瓷膏体的固化时间和孔隙率随着硅橡胶含量的增加而显著增加,而抗压强度则随着硅橡胶含量的增加而降低;骨支架具有规则的外部结构和规则的、可控的微观孔隙结构,具有良好的矿化能力和生物降解性;XRD与拉曼检测证明磷硅酸钙发生了水化反应,硅橡胶通过影响磷硅酸钙生物陶瓷的水化过程进而影响其理化性能;复合生物陶瓷骨支架能够促进成骨细胞增殖,具有良好的生物相容性和生物活性;Nodal基因的扩增效率表现为显著上升,其余基因的扩增效率变化并不明显;通过计算两通路内关键基因的扩增效率并对照基因通路图进行分析,骨支架主要通过影响BMP通路来促进成骨细胞增殖。
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