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骨组织工程研究要素主要包括种子细胞、骨诱导因子、支架材料选择以及三者之间的生物学关系,其中骨支架材料的选择和设计是该研究领域的基础环节。理想的骨支架材料应该具有良好的生物相容性、可降解性、骨传导性和足够的力学强度。
本文通过脱胶、水解和透析等步骤提取纯SF。成功得到重均分子量5626Da的纯SF溶液。以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4为原料,结合单因素分析和透射电镜(TEM)图像得出利用超声波化学沉淀法合成纳米HA的最适宜条件为:分散剂PEG含量5%、煅烧温度1000℃、超声波功率160w、陈化时间为16h。得到的HA晶体形貌呈针状,晶粒长约50~100nm,宽约4~6nm,并且晶粒间分散较好,大小较均匀。以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4为原料,制备β-TCP粉末,通过化学沉淀法制备的β-TCP粉末分散良好。
以丝素蛋白和双相磷酸钙为原料,使用低温快速成形法制备支架,得到大小2.5×10×10mm3的规整的白色立方块,支架孔径达到200μm。研究中,还同时考察了不同含量的双相磷酸钙对支架性能的影响规律,支架表现出粘弹性特征和滞后效应,且随着双相磷酸钙含量的升高,支架的模量呈增大趋势,力学损耗也随之增大,三组支架的模量具有统计学上的差异,最大应力达到(20±5.012)KPa,最大模量达到(118.9±10.178)KPa。说明本研究制备的支架具备一定的力学性能。复合支架经Micro-CT扫描后获得微观结构参数,结果表明复合支架的孔隙率达到(85±6.231)%。将Micro-CT扫描后获得的图像在Mimics中建模,可以看出制备的支架孔隙连通性较好。
研究中采用小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1接种在三维多孔支架上进行细胞相容性的初步研究,通过倒置显微镜、MTT比色法、扫描电镜和HE染色法观察细胞在支架上的黏附、生长和增殖过程,实验结果显示:复合支架无毒性,能够有效地支持细胞的增殖分化。