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通过仿生方法构建生物材料支架实现对各种伤病骨组织的再生性修复是目前组织工程和再生医学的研究热点之一。骨组织是由多种类型的细胞、细胞外基质、细胞信号因子和力学刺激等成分或因素组成的复杂微环境系统,基于该系统,如何设计和构建能精确模拟天然骨组织的基质微环境、生物力学微环境和生物因子微环境的仿生生物材料支架,是在本质上实现对骨损伤和骨缺损进行有效再生性修复的一个重要研究和努力方向。近年来,电纺丝技术在组织工程支架制备中的广泛应用,已经为从组分及纳米纤维结构层面上仿生天然骨组织的基质微环境提供了可能。生物可降解形状记忆聚合物(Shape memory polymers, SMPs)是一种新型智能材料,因其具有生物相容性好、形变率高、形变温度可调控和易成型等优点受到了人们的广泛关注。采用这类智能材料构建的骨组织工程支架,可以在应用时产生持续的生物力学刺激,为骨细胞提供理想的生物力学微环境。地塞米松(Dexamethasone, Dex)是一种常用于调节骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化的小分子药物,被广泛地用于促进骨损伤和骨缺损的修复。因此,通过电纺丝技术将特定的生物可降解SMP制备成纳/微米超细纤维,同时引入具成骨诱导作用的Dex成分,将为制备具有模拟天然骨的基质微环境、生物因子微环境及生物力学微环境的骨支架提供较好的解决方案。本论文的主要目的是制备负载Dex的形状记忆型纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚三甲基碳酸酯(nHAp/PLMC)复合纳米纤维,并研究其在基本培养基和成骨培养基两种培养条件下对BMSCs的成骨诱导分化功效。为此,本课题首先利用具有卓越生物相容性和骨传导性能的纳米羟基磷灰石(nHAp)吸附小分子药物Dex,制备成Dex/nHAp纳米粒子,然后将制备的Dex/nHAp纳米粒子通过电纺丝技术引入到形状记忆高分子PLMC中,制备出具有纳米纤维结构的载药形状记忆型Dex/nHAp/PLMC复合支架材料。随后对该多功能仿生支架材料的形貌、结构特征、热学、机械性能和形状记忆效应等进行表征,并采用超声作为一种新的热刺激方式来调控该形状记忆型仿生支架的形状回复特性和Dex药物的释放行为。结果表明:1)Dex能够很好的附着在nHAp的表面;2)通过电纺丝技术制备的Dex/nHAp/PLMC电纺纤维表面光滑平整,并且Dex/nHAp可较好的分散在纳米纤维内;3)随着Dex/nHAp的加入,纤维直径略有上升(从542144nm上升到799180nm),玻璃化转变温度即该形状记忆型电纺纤维膜的形状回复温度从38.6C升高到43.4C(在人体安全温度范围之内),并且纳米纤维的热稳定性也有所提高,这为引入外部超声刺激提供了科学依据。另外,在室温和37C时纳米纤维的拉伸强度分别提高了88.1%(从2.19MPa到4.12MPa)和31.9%(从6.9MPa到9.1MPa),杨氏模量分别提高了79.9%(从46.8MPa到84.2MPa)和114.2%(从29.5MPa到63.2MPa)。形状记忆测试表明,随着Dex/nHAp的加入,电纺复合纤维膜的形状固定率和形状回复率分别达到了99.06%和99.99%。超声介导的药物释放结果表明,在超声功率为100w,超声时间为10s时,nHAp/PLMC复合纳米纤维基本能实现药物释放量的最大化。为了评估该新型仿生支架的成骨特性,本研究将骨髓间充质干细胞(BMSCs)种植在载药形状记忆型Dex/nHAp/PLMC复合纳米纤维上,并研究Dex/nHAp/PLMC复合纤维对BMSCs向成骨细胞分化的影响。通过CCK-8、SEM和荧光染色来评价Dex/nHAp/PLMC复合纳米纤维的细胞相容性,通过碱性磷酸酶(ALP)定量、胶原(Col)定量以及ALP染色评价该Dex/nHAp/PLMC复合纳米纤维的成骨能力。结果表明:BMSCs在Dex/nHAp/PLMC复合纳米纤维上比在PLMC纳米纤维上具有更好的粘附、铺展和增殖能力。即使在仅使用基本培养基时,蛋白质水平标志的碱性磷酸酶(ALP)检测和胶原检测结果都一致地证明,Dex/nHAp/PLMC复合纳米纤维可以显著的促进BMSCs向成骨细胞分化。总之,本研究结果表明,载Dex的形状记忆型nHAp/PLMC纳米纤维支架能够显著地促进BMSCs的粘附、增殖和分化,形状回复率高,这为今后进一步探究其形状记忆效应与力学刺激之间的关系,并开展动物体内综合仿生骨组织基质微环境、生物因子微环境及生物力学微环境的研究提供了基础。