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引导骨组织再生(GBR)复合膜备受关注,广泛应用于骨组织再生领域的研究,特别是可降解复合膜的出现,作为口腔骨组织工程和进一步临床应用的理想的多功能材料,大大提高了骨增量手术的成效。GBR技术主要是将支架材料放置在骨缺损区,利用膜阻止生长较快的非成骨性细胞如上皮细胞等向缺损内长入,同时在膜下方维持一个空间,允许成骨性细胞优先迁移、生长,使骨再生、修复,最终在缺损区诱导形成新骨。传统GBR膜缺少三维空间结构,不能为骨细胞生长提供足够的生长、延伸、增殖空间,其中不可降解的GBR膜需要二次手术取出,增加了患者的痛苦,限制了其广泛应用。与传统的GBR膜相比,可降解聚合物复合膜内添加生物活性物质,或通过材料表面改性,取长补短,提高膜的综合性能,是骨组织再生领域新颖的多功能材料。因此,本课题对可降解GBR聚合物膜-PLGA/PCL电纺膜的改性制备、功能修饰、三维构架和对促进骨再生的影响和机制进行了系列研究,主要研究内容如下:第一部分:PLGA/PCL电纺(ES)膜三维仿生结构和活性物质表面修饰对早期成骨性能的影响。以PLGA/PCL ES膜表面作为含有一定孔隙的多孔粗糙物理界面;多巴胺在PLGA/PCLES膜表面形成涂层(pDA-PLGA/PCLES),作为生物活性分子界面;COL I掺杂改性的PLGA/PCL ES膜表面作为物理形态以及生物活性分子共同复合的界面(PLGA/PCL/COL I ES);COL I在pDA-PLGA/PCL ES膜表面进一步涂层改性(COL I-pDA-PLGA/PCL ES),作为多重生物活性分子界面;PLGA/PCL浇铸膜作为对照组。本实验将MC3T3-E1细胞接种到五种界面上,使用扫描电子显微镜(Field emission scanning electron microscope,FE-SEM)和共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)进行表征,CCK-8检测细胞增殖情况。以整合素β1作为粘附指标,对其进行免疫荧光染色。采用实时定量PCR(RT-PCR)检测整合素β1的表达情况,研究五种不同的表面形态和生物学性能的界面对MC3T3-E1细胞的粘附和增殖的影响。结果表明:GBR膜生物仿生结构的构筑、表面形貌、生物活性物质改性均能有效促进骨细胞黏附和增殖。第二部分:活性物质与PLGA/PCL膜基质共混改性对电纺膜结构的影响。以聚合物聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)为基底材料,通过共混改性添加磷酸三钙(β-TCMP)采用静电纺丝技术制备PLGA/PCL/β-TCMP复合电纺膜,增强电纺膜材料骨引导性能;通过Ⅰ型胶原(COL I)掺杂改性PLGA/PCL基质溶液制备PLGA/PCL/COL I合电纺膜,提高GBR膜骨再生性能;通过掺杂洗必泰(chlorhexidine)共混改性PLGA/PCL基质溶液制备具有抗菌性能的PLGA/PCL/chlorhexidine复合电纺膜,为骨组织再生提供良好的环境基础。PLGA/PCL浇铸膜作为对照组,结合扫描电镜对所制备的不同GBR膜表面形貌进行分析,初步总结、分析膜结构对骨细胞生长的影响。结果表明:通过共混改性方式可以成功地将活性物质掺杂入PLGA/PCL膜基质中,制备出的复合电纺膜具有三维多孔结构,不同功能的活性物质改性不仅改变了电纺膜表面形貌,而且赋予其特定功能性。第三部分:PLGA/PCL功能梯度膜促进成骨细胞生长的机制研究。通过静电纺丝的制备方法,制备了以PLGA/PCL为核,PLGA/PCL/chlorhexidine与PLGA/PCL/β-TCMP为壳的三层复合薄膜。通过β-TCMP的掺杂引入,提高了复合膜的骨再生性能,而PLGA/PCL/洗必泰作为抗菌层,有效抑制口腔内变形链球菌、金黄色葡萄球菌对骨再生的影响。为骨组织再生提供了良好的修复环境。中间层PLGA/PCL的存在,大大提升了材料的机械性能与稳定性。使用扫描电子显微镜(FESEM)和共聚焦显微镜(CLSM)进行表征细胞粘附和表面形貌情况。CCK-8检测细胞增殖情况。以整合素β1作为粘附指标,对其进行免疫荧光染色。以整合素α1,α2,α5,α10和α11作为检测指标,采用实时定量PC(RT-PCR)检测整合素的表达情况。研究结果表明多功能梯度膜促骨细胞生长机制包括(1)功能特异性:作为骨引导材料,β-TCMP的掺杂引入,提高了可降解电纺膜的骨修复性能;同时,洗必泰作为抗菌试剂,将洗必泰加入到PLGA/PCL ES中,增强了PLGA/PCL/chlorhexidine层的抗菌性能;(2)结构的特异性:三维多孔结构,为骨细胞早期的黏附、增殖与分化提供了有利条件。PLGA/PCL/chlorhexidine电纺膜表面致密性较强,孔隙较小,在牙槽嵴骨组织修复中,有效阻碍了结缔组织与牙龈组织对骨细胞再生的影响;PLGA/PCL/β-TCMP电纺膜层的孔隙较大,为成骨细胞早期黏附、增殖与分化提供了足够的空间结构。