【摘 要】
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硅磷酸钙支架是一种人工合成的无机非金属材料,是治疗骨缺损最重要的植入物之一,其生物和物理上与天然骨的矿物部分相似,通常被用作骨替代品,具有促成骨分化的能力。然而,在支架内精确控制干细胞的增殖和分化仍然具有挑战性。在本论文中,我们设计了一种能够招募内源性干细胞、刺激其成骨分化并实现良好骨修复功能的复合支架。首先,利用溶胶-凝胶法制备硅磷酸钙粉末,再通过泡沫浸渍方法得到多孔硅磷酸钙支架。最后将硅磷酸钙
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硅磷酸钙支架是一种人工合成的无机非金属材料,是治疗骨缺损最重要的植入物之一,其生物和物理上与天然骨的矿物部分相似,通常被用作骨替代品,具有促成骨分化的能力。然而,在支架内精确控制干细胞的增殖和分化仍然具有挑战性。在本论文中,我们设计了一种能够招募内源性干细胞、刺激其成骨分化并实现良好骨修复功能的复合支架。首先,利用溶胶-凝胶法制备硅磷酸钙粉末,再通过泡沫浸渍方法得到多孔硅磷酸钙支架。最后将硅磷酸钙支架浸入混有PFS肽的丝素蛋白溶液中,利用酶催化交联法从而获得硅磷酸钙复合支架。通过一系列体外细胞实验和体内动物实验对所制备复合支架材料的间充质干细胞（MSCs）招募功能及骨缺损修复的能力进行验证。主要研究内容及结论如下:1.硅磷酸钙复合支架的制备与表征利用溶胶-凝胶法、泡沫浸渍法、酶催化交联等方法制备得到载有骨髓归巢肽PFS的硅磷酸钙-复合支架。通过SEM、XRD、XPS、ICP以及PFS肽释放实验证明,已成功得到-硅磷酸钙复合支架,并且PFS肽成功被装载到丝素蛋白水凝胶中。该复合支架呈现早期的快速释放以及随后的持续释放PFS行为,且PFS在7天内累积释放量达到5.04μg左右。2.硅磷酸钙复合支架的体外细胞实验研究本研究以MSCs为研究对象,从MSCs的招募、黏附能力、增殖以及成骨分化能力等角度,考察了所制备的支架材料对细胞生物学行为的影响。实验结果表明,PFS肽的释放在12 h和24 h均能表现出良好的招募效果;MSCs在支架材料上能够更好的铺展,增殖;具有良好的成骨分化能力。3.硅磷酸钙复合水凝胶支架的体内动物实验研究本研究构建了SD大鼠颅骨缺损模型,将所制备的实验支架材料植入缺损部位,在早期考察MSCs在体内的招募情况,随后考察支架材料诱导骨组织再生能力。结果表明,在术后4、7天,复合支架材料能够有效促进内源性MSCs募集到缺损部位处,Micro-CT以及组织学染色表明,在8周后,所植入的复合支架材料能够有效促进骨组织修复。
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