介孔硅酸钙镁/小麦蛋白复合骨修复支架的研究

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由于外界创伤或骨科疾病等原因造成的骨缺损十分常见,越来越多的人开始通过植入支架对修复骨缺损进行研究。本课题首先制备了高比表面积、高孔容和规则介孔孔道的介孔硅酸钙镁,结合介孔硅酸钙镁(m-MCS)和小麦蛋白(WG),分别采用两种支架制备方法(颗粒浸出法和3D打印法),制备出具有一定生物相容性、生物活性、适宜降解性和细胞相容性的复合支架,用于治疗骨缺损。  第一部分结合颗粒浸出法和京尼平化学交联法,制备出京尼平交联小麦蛋白支架(GCWG),用m-MCS改性,得到介孔硅酸钙镁/京尼平交联小麦蛋白支架(m-GCWG)。m-GCWG具有良好的贯通性,其中m-MCS含量增加,m-GCWG的孔隙率、吸水率增加,但是交联度、抗压强度降低。m-GCWG的生物活性明显优于GCWG,m-MCS的含量可以调控其降解速率和溶液pH值的范围。在GCWG中加入m-MCS可以改善细胞的附着、增殖和分化。体内动物实验可知,40m-GCWG具备良好的降解性和成骨性能,可以对骨缺损有较好的修复作用。姜黄素在m-GCWG上的负载量随着m-MCS的增加而增加,且m-MCS也能促进姜黄素的缓释作用,姜黄素对金色葡萄球菌有一定的抗菌性。通过细胞实验可知,40m-GCWG负载姜黄素后具有较好的细胞相容性。  第二部分通过聚合物密炼熔融法和3D打印技术制备m-MCS/WG/PCL支架。WG的加入不仅提高了3D打印支架的降解性,且最终降解液pH稳定于适合细胞生长的弱碱性环境,也提高了生物活性。在细胞实验中3D20也可以促进细胞的增殖、成骨分化。体内动物实验结果表明,3D20具有较好的降解性,可以有效促进新生骨和成熟骨组织再生。
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