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以骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein, BMP)和碱性成纤维细胞生长因子(Basic Fibroblast Growth Factor, bFGF)为代表的成骨诱导因子价格昂贵,理化性质不稳定性,且具有潜在的致异位骨化和成肿瘤作用,在一定程度上限制了其在骨组织工程中的应用,寻找一种安全有效、价格低廉的骨诱导因子成为了骨组织工程研究的客观要求。中药淫羊藿是传统的补益中药,具有较高的保健和药用价值,其药用单体成分淫羊藿苷己被应用于治疗骨质疏松等病症。由于淫羊藿苷价格低廉、性质稳定、可耐受消毒和灭菌,并被证明可促进骨髓间充质干细胞向成骨分化,己被初步用于骨组织工程的研究,但其是否能够诱导脂肪间充质干细胞向成骨方向分化还不明确。骨粉是天然的生物衍生材料,主要成分为羟基磷灰石,经脱脂脱蛋白处理后,其抗原性被消除。聚乳酸是一种人工合成的高分子材料,具有良好的生物相容性,在生物医学领域有着广泛的应用。这两类材料来源丰富,复合制备后可相互弥补彼此的不足,在功能适应性、组织相融性、生物降解性、力学性能上优于人工合成的单一材料。本文立足于目前骨缺损治疗和研究中存在的问题,选用中药淫羊藿苷,通过生物材料制备技术,构建具有加速骨修复功能的中药淫羊藿苷-骨粉/聚乳酸骨组织工程支架材料,并对其理化性质和生物学性能进行了研究。人脂肪干细胞(human Adipose-Derived Stem Cells, hADSCs)的分离、培养和鉴定:成年女性外科患者经知情同意后,取腹部切除脂肪组织500mg,经胰蛋白酶和胶原酶消化后进行培养、扩增和传代。镜下观察各代细胞生长状态,并对第5代细胞绘制生长曲线和进行成脂、成软骨和成骨三向诱导。结果表明:原代培养的细胞24h开始贴壁,初为短梭形,细胞大小不等;随着代数的增加,细胞生长速度变快,呈旋涡状螺旋生长,细胞逐渐被纯化,形态变为长梭形。第5代培养的细胞在第4d进入对数生长期,在第9d后细胞处于平台期;经三向诱导后可分别向脂肪细胞、软骨细胞和成骨细胞分化。淫羊藿苷对人脂肪干细胞成骨分化的影响:配制10-9M-1.0×10-3M的淫羊藿苷培养基,并以此培养第5代hADSCs,用CCK-8法研究不同浓度淫羊藿苷对细胞黏附、增殖的影响,探讨淫羊藿苷的细胞毒性。为明确淫羊藿苷对hADSCs曾殖的影响,将细胞以2×103细胞/孔(低密度)接种后用10-9M~1.0×10-5M的淫羊藿苷培养基进行干预,CCK-8法检测细胞生长曲线。将细胞以2×107细胞/孔(高密度)接种,用10-9M~1.0×10-5M的淫羊藿苷培养基进行干预,检测淫羊藿苷对hADSCs的成骨分化作用。结果表明:淫羊藿苷的细胞毒性随药物浓度的增加而增大,10-3M、10-4M的细胞毒性为2级,10-9~10-5M细胞毒性均为1级;10-9M可明显促进细胞增;10-5M-10~8M浓度的淫羊藿苷可诱导脂肪干细胞向成骨分化,碱性磷酸酶染色呈阳性,且最佳的成骨诱导浓度为10-7M。骨粉/PLA支架材料的制备及其细胞黏附特性:将检疫合格的市售新鲜猪骨剔除骨膜、骨髓后,切成0.5cmx0.5cmx0.5cm规则小块,用甲醇和氯仿脱脂48h;10%的双氧水脱蛋白24h,反复冲洗后烘箱干燥。机械碾磨方法将骨块处理成颗粒状,制备脱脂脱蛋白骨粉。激光粒度分析仪检测骨粉的粒度分布;红外分光谱仪分析脱脂脱蛋白骨粉的成分,扫描电镜观察骨粉表面结构。采用溶液浇铸/粒子沥出法制备骨粉/PLA支架材料,比较hADSCs在PLA及骨粉/PLA两种支架上黏附率的不同。结果表明:脱脂脱蛋白骨粉的主要成分为羟基磷灰石和碳酸钙,中位径为30.77μm,表面多突起,细胞在PLA和骨粉/PLA支架上的黏附率分别为47.71%和53.22%,存在显著性差异(P<0.05)。淫羊藿苷-骨粉/PLA支架材料的制备及其理化性质:准确称取一定量的淫羊藿苷溶于无水乙醇并与骨粉预混,再以骨粉为药物载体与10%PLA溶液混合,超声分散,将所得混合物倒入铺满石蜡微球的模具中,1200rpm离心10min,真空干燥24h。将支架取出,切成厚度为1mm的支架,放入环己烷溶液中,气浴震荡72h,每12h换液,洗去支架中的石蜡微球。于40℃真空干燥,制得载药量分别为10-5M、10-6M、10-7M和10-8M的ICA-骨粉/PLA复合材料。经理化检测,结果表明:骨粉/PLA材料的孔隙率、孔径分别为(91.52±3.27)%和200~300μm;加入中药后ICA-骨粉/PLA材料孔隙率有所下降,但仍大于85%,孔径为200~300μm;FTIR检测表明淫羊藿苷载药过程并未影响骨粉/PLA材料的化学性质。淫羊藿苷-骨粉/PLA支架材料的生物相容性:考察淫羊藿苷-骨粉/PLA支架材料的细胞毒性和材料浸提液对hADSC成骨分化的影响,第5代hADSCs接种至24孔板,5×105细胞/孔,每组6孔,待hADSCs贝占壁24h后吸掉原培养基,加入1mL完全培养基,再于孔内分别加入10-5M、10-6M和10-7M ICA-骨粉/PLA材料,以骨粉/PLA材料作为对照。37℃,5%CO2孵箱培养,每2d换液1次,于第7d进行显微镜拍照观察。同样的方法用材料浸提液研究支架对hADSCs成骨分化的影响,各组ALP染色以及检测各组细胞ALP含量。经观察可知,共培养48h后细胞无明显死亡、漂浮等迹象,共培养7d的ALP染色表明:生长在3个载药剂量上的ICA-骨粉/PLA支架材料上的细胞变为短梭型和其他不规则形状,细胞表面可见大量分泌的细胞外基质,并逐渐出现聚集样生长,ALP染色细胞数量多、颜色深,其中10-7MICA-骨粉/PLA材料ALP染色呈强阳性,10-7M ICA-骨粉/PLA材料具有最好的诱导成骨效果。