【摘 要】
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背景与目的:牙周炎是一种炎症性疾病,重度牙周炎是导致牙齿松动、脱落的首要原因。现有的临床治疗策略可以很好的控制炎症的进展,但如何实现已破坏的牙周组织,特别是有功能的牙周再生仍然是临床面临的难题。临床上,引导组织再生术（guided tissue regeneration,GTR）是牙周再生医学领域最重要的技术手段之一。通常在GBR手术过程中,屏障膜和骨诱导材料被分别放置于缺损区域,这将增加感染和术
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背景与目的:牙周炎是一种炎症性疾病,重度牙周炎是导致牙齿松动、脱落的首要原因。现有的临床治疗策略可以很好的控制炎症的进展,但如何实现已破坏的牙周组织,特别是有功能的牙周再生仍然是临床面临的难题。临床上,引导组织再生术（guided tissue regeneration,GTR）是牙周再生医学领域最重要的技术手段之一。通常在GBR手术过程中,屏障膜和骨诱导材料被分别放置于缺损区域,这将增加感染和术中出血的风险。为解决这一问题,课题组前期设计了一面是疏水致密的聚乳酸（polylactic acid,PLA）另外一面是多孔亲水的羟基磷灰石的Janus复合膜,达到了屏障牙龈组织长入缺损区,以及诱导骨组织再生的双重作用。在本论文中,我们利用蒸发相分离的方法获得了一面致密一面多孔的Janus多孔PLA屏障膜（porous polylactic acid,PPLA）,希望通过Janus结构实现双重功能。为了进一步实现促骨再生功能,我们将生物活性的金属多酚网络（metal phenolic network,MPN）层层组装在多孔结构表面,最终形成具有金属多酚生物活性界面的Janus多孔屏障膜（PPLA@MPN）。本课题主要包括以下研究内容:MPN在PPLA中的组装行为和对多孔屏障膜的理化性质影响;PPLA@MPN在体外对骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSC）的增殖、迁移,成骨分化能力的影响;通过大鼠的股骨缺损模型,验证MPN的体内成骨效果;利用体外及体内实验对PPLA@MPN促进牙周膜干细胞（periodontal ligament stem cells,PDLSCs）增殖、迁移以及成骨分化和对Wistar大鼠下颌的牙周骨缺损组织再生的影响及机制进行了深入探讨。材料与方法:（1）PPLA@MPN多孔屏障膜的制备及性质表征。通过扫描电镜、能量色散光谱、紫外分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪对屏障膜进行观察及定性。并检测了屏障膜的亲水性、机械性能、酶降解率、以及溶胀率。（2）验证PPLA@MPN对药物分子的缓释效果以及成骨效果。构建了负载罗丹明B和骨形态发生蛋白（BMP-2）的PPLA@MPN的屏障膜模型,研究MPN对药物分子缓释的影响。通过扫描电子显微镜和死活细胞染色,观察细胞在屏障膜上的生长状态,并通过迁移实验和茜素红染色,体外验证MPN对细胞迁移及干细胞分化的诱导作用。然后将PPLA@MPN屏障膜,植入大鼠股骨缺损模型中,进一步研究了屏障膜对体内成骨的影响。（3）验证PPLA@MPN膜对牙周骨组织的诱导再生作用。通过死活细胞染色和CCK8表征材料的细胞毒性,通过共聚焦显微镜和扫描电镜观察了细胞在屏障膜上的生长状态。通过流式细胞术、荧光定量PCR、免疫荧光染色来验证PPLA@MPN膜的免疫调控作用。通过迁移实验、小管形成实验、茜素红染色实验以及荧光定量PCR分别验证PPLA@MPN膜的成血管和成骨效果。最后将屏障膜植入Wistar大鼠下颌的牙周骨缺损模型,通过Micro CT扫描分析并比较骨缺损的愈合情况。结果:（1）获得了具有MPN生物活性界面的Janus多孔屏障,即PPLA@MPN,阐明了MPN的表面组装及其对多孔屏障膜理化性质的影响。（2）PPLA@MPN多孔屏障膜中的MPN生物活性界面可以实现药物分子的可控持续释放、促进干细胞归巢以及调控干细胞的成骨分化。（3）PPLA@MPN多孔屏障膜可以通过免疫-成血管-成骨的多重作用,最终实现牙周骨组织再生的目的。结论:总之,我们构建了 PPLA@MPN屏障膜,Janus结构中的致密PLA面可以实现屏障的功能,而多孔结构中MPN生物活性涂层可以通过药物缓释、细胞行为调控和免疫微环境调节等方式实现免疫-成血管-成骨的多重调控作用,最终有效的促进牙周缺损处的骨修复。该研究为临床工作提供了一种有效的牙周骨组织再生策略,也为骨组织再生提供了一种促进修复的组织工程屏障膜材料。
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