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背景:颞下颌关节紊乱病(Temporomandibular Disorders,TMD)是以口颌面部疼痛和/或下颌运动障碍为特征的常见疾病,在保守治疗效果不佳时少部分患者需要手术切除关节盘。关节盘切除术后需要进行关节盘置换术,以往可用自体或异体材料作为替代关节盘的材料。组织工程化途径是近年来研究关节盘再生的新方向。课题组前期合成了聚癸二酸甘油酯/左旋聚乳酸Poly(glycerol-sebacate)/Poly(L-lactic acid),(PGS/PLLA)冷冻干燥支架材料,具有多孔结构和一定的可降解性,但生物相容性有限,细胞黏附较少。目的:通过沉积聚多巴胺涂层(Polydopamine,PDA)的方式在PGS/PLLA材料表面负载Ⅰ型胶原蛋白(Collagen-typeⅠ,ColⅠ),制成PGS/PLLA-聚多巴胺-Ⅰ型胶原复合涂层材料,探索其对羊颞下颌关节盘细胞的生物活性影响,为构建具有生物活性的PGS/PLLA涂层提供新的思路。方法:采用冷冻干燥技术制备PGS/PLLA支架。聚多巴胺涂层制备的探索:通过将PGS/PLLA支架材料在2 mg/m L多巴胺溶液(10 m M Tris-HCl溶液、p H=8.5)中直接静置浸泡24小时和低速搅拌24小时得到PGS/PLLA-PDA(静置)组和PGS/PLLA-PDA(搅拌)组。涂层的表面形貌、元素官能团及元素构成分别采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪予以分析,万能试验机检测压缩性能。体外分离并培养羊颞下颌关节盘细胞至P2代,以1×10~4密度接种于两组材料表面,共培养2天后行扫描电镜观察细胞在两种涂层表面的粘附情况。对PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层进行性能表征:通过前一部分的实验,选择PGS/PLLA-PDA(搅拌)组进行后续实验。将聚多巴胺涂层(PGS/PLLA-PDA)的支架材料浸入在1 mg/m L的Ⅰ型胶原溶液中制备复合涂层材料(PGS/PLLA-PDA-ColⅠ),使用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱检测涂层形貌、元素官能团及元素构成。同时将PGS/PLLA支架材料浸入在1 mg/m L的Ⅰ型胶原溶液中制备PGS/PLLA-ColⅠ涂层材料,与PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组一同在PBS缓冲液中浸泡7天,用X射线光电子能谱检测元素浸泡前后其含量差别。使用接触角测定仪、万能试验机和同步热分析仪进行水静态接触角、压缩性能、热稳定性的性能检测。对PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层进行生物学评价:以同样的细胞量将细胞种植在三组材料的表面,2天后使用扫描电镜观察细胞在材料表面铺展情况,HE染色切片观察细胞在材料表面的粘附。制备表面改性前后的浸提液,采用CCK-8法分别在1、3、5天检测细胞的增殖情况,Live/Dead染色法比较细胞的活力。结果:聚多巴胺涂层制备的探索:(1)宏观观察:PGS/PLLA支架材料呈现白色的多孔结构,PGS/PLLA-PDA(静置)组支架材料颜色变深,棕黑色分布不均匀,P GS/PLLA-PDA(搅拌)组呈均匀的黑色;(2)傅里叶红外光谱图结果:两种方法制备的材料表面均有聚多巴胺的特征官能团;(3)X射线光电子能谱分析结果:材料表面的元素组成为C、O,经过聚多巴胺修饰后材料表面元素组成为C、O、N,PGS/PLLA-PDA(搅拌)组表面的N元素含量显著高于PGS/PLLA-PDA(静置)组;(4)力学性能检测:PGS/PLLA-PDA(静置)组最大压缩强度高于PGS/PLLA-PDA(搅拌)组和对照组;(6)扫描电镜观察结果:大量微球均匀涂覆在PGS/PL LA-PDA(搅拌)组的表面,细胞能深入到材料深部,伸出较长且多的伪足,PG S/PLLA-PDA(静置)组的膜状结构完全堵塞了材料的孔,细胞仅能在涂层表面生长,伪足短且细小。PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层的性能表征:(1)宏观观察:PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组支架材料为黑色。(2)扫描电镜观察结果:PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组表面呈现细长的丝状结构;(3)傅里叶红外光谱图:支架表面含有胶原蛋白中酰胺键的官能团;(4)X射线光电子能谱:全谱图显示PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组N的峰显著高于PGS/PLLA-PDA组,N的元素含量百分比也显著升高。PBS缓冲液中浸泡7天前后PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组N的含量均高于PGS/PLLA-ColⅠ组;(5)热重检测结果:900℃时PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组的残余量高于PGS/PLLA-PDA组和PGS/PLLA组;(6)接触角检测结果:PGS/PLLA组表面接触角为(89.36±1.2)°,PGS/PLLA-PDA组为(62.87±5.7)°,PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组为(39.14±7.5)°;(7)力学性能检测结果:在压缩应变为90%时,PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组的最大压缩强度远高于PGS/PLLA-PDA组和PGS/PLLA组。PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层的生物学评价:(1)扫描电镜观察结果:PGS/PLLA组细胞伸展面积较小,PGS/PLLA-PDA组有较多的丝状伪足伸出,PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组细胞铺展面积较大,粘附数量最多;(2)HE染色结果:细胞均能附着于3组材料表面生长,其中PGS/PLLA-PDA和PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组细胞粘附较多;(3)CCK-8检测结果:随时间延长,各组表面细胞均显示出增殖趋势。第3和第5天,PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组与PGS/PLLA-PDA组、PGS/PLLA组及对照组相比具有统计学意义(P<0.05);(4)Live/Dead染色结果:PGS/PLLA-PDA-ColⅠ组细胞数量和密度高于PGS/PLLA-PDA组和PGS/PLLA组。结论:本实验通过对聚多巴胺涂层的制备的探索、以及对PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层进行物理化学检测、生物学性能检测,得出以下结论:1.经过聚多巴胺表面修饰,并在其表面固定ColⅠ,成功制得PGS/PLLA-PDA-ColⅠ复合涂层材料。2.PGS/PLLA-PDA-ColⅠ亲水性能、热稳定性、力学性能优于PGS/PLLA-PDA和PGS/PLLA。3.羊颞下颌关节盘细胞在PGS/PLLA-PDA-ColⅠ材料表面铺展面积较大,黏附效果较好。4.PGS/PLLA-PDA-ColⅠ对羊颞下颌关节盘细胞的增殖无明显毒性反应。