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本文利用改性生物玻璃粉体和胶原、透明质酸钠、卵磷脂等天然生物分子复合制备仿生型三维多孔骨组织工程支架材料,利用体外模拟实验结合SEM、FTIR、XRD等测试方法对材料的显微结构、生物矿化性能进行了综合研究,并评价了人骨髓间质干细胞在复合不同天然高分子材料的生物玻璃材料上的黏附、生长增殖、迁移等情况。
研究结果表明,有机无机组分变化、冷冻干燥温度决定复合支架的孔隙率、孔径尺寸、孔的形状和分布等。采用质量比为3:7的改性生物玻璃和胶原复合在-60℃预冷冻温度下冷冻干燥时,支架材料体现了最好孔径形貌和孔隙率。在模拟生理溶液(SBF)浸泡24h后,支架表面就有碳酸羟基磷灰石生成,支架的生物矿化性能和生物活性良好。加入一定量的水溶性碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联剂则能有效提高支架在仿生溶液中的抗降解性能。
将复合不同生物大分子的支架与人骨髓间质干细胞进行组装培养,MTT法、Hoechst和碱性磷酸酶染色等证实细胞在生物玻璃、生物玻璃/胶原、生物玻璃/胶原/透明质酸、生物玻璃/胶原/透明质酸/卵磷脂支架材料上都能生长、黏附、增殖,并分化为成骨细胞,但细胞在生物玻璃/胶原/透明质酸/卵磷脂支架表现出的细胞学性能,都要要明显好于生物玻璃、生物玻璃/胶原、生物玻璃/胶原/透明质酸等支架材料,表明胶原、透明质酸、卵磷脂等天然高分子对细胞的生理活动有重要的调控作用,因此生物玻璃/胶原/透明质酸/卵磷脂支架材料有可能成为一种新型的骨组织工程支架材料。