可注射型PHEMA/CPC复合凝胶膜材料的构建以及其生物相容性初探

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目的在微波辅助聚合技术下将甲基丙烯酸羟乙酯Polyhydroxyethyl methacrylate, PHEMA)与磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement, CPC)结合构建出具备可注射型的复合凝胶膜材料,并研究其生物相容性,为下颌髁状突软骨损伤微创材料的设计提供实验基础。方法本研究(1)本研究以甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)作为原料,以过硫酸钾(Potassium persulfate)与聚己内酯(Polycaprolactone, PCLI)为共引发剂,联合聚己内酯(Polycaprolactone, PCLX)交联剂,在微波辅助下进行自由基聚合,再与CPC进行物理共混,制备出PHEMA/CPC复合凝胶膜材料,并对其进行红外光谱、核磁共振光谱及扫描电子显微镜检测,为后续一系列的生物学行为实验提供实验依据。(2)对制备出PHEMA/CPC复合凝胶膜材料组对其溶胀比、凝胶化时间、力学性能测定、可注射性能测定、体外降解性能研究等理化相关性能进行研究,筛选出理化性能较佳的的复合凝胶膜材料。(3)运用MTT法和流式细胞术检测理化性能最佳PHEMA/CPC复合凝胶膜组对L929细胞的细胞增殖、细胞周期及凋亡的影响。运用实时定量PCR技术检测L929细胞凋亡相关基因在PHEMA/CPC凝胶膜材料中的表达。并且通过溶血试验进一步评价PHEMA/CPC复合凝胶膜材料的生物相容性,为材料的生物安全性能提供实验依据。结果第一部分实验结果表明,以甲基丙烯酸-2-羟基乙酯作为原料,过硫酸钾和PCLI作为共引发剂,联合PCLX为交联剂,在微波辅助下进行自由基聚合,再与磷酸钙骨水泥进行物理共混,红外光谱、核磁共振光谱及扫描电子显微镜对其进行表征成功构建出PHEMA/CPC复合凝胶膜材料。第二部分实验结果表明,通过对PHEMA/CPC复合凝胶膜材料的溶胀比、凝胶化时间、力学性能测定、可注射性能测定、体外降解性能等相关理化性能进行测定,筛选出理化性能较佳的PHEMA/CPC复合凝胶膜材料组为PHEMA/CPC(98:2)。第三部分实验结果表明,MTT法检测L929细胞在24小时、48小时、72小时的相对增殖率均在85%以上,毒性分级1级,提示PHEMA/CPC组未见明显细胞毒性。PHEMA/CPC组的溶血率为1.99%,小于5%,溶血试验合格。流式细胞仪检(?)PHEMA/CPC组细胞周期与阴性组无明显统计学差异(P>0.05)。Annexin V-FITC/PI双染凋亡试剂盒对细胞死亡类型进行定量检钡PHEMA/CPC组与阴性组无明显统计学差异(P>0.05)。实时定量PCR技术检测PHEMA/CPC组Bcl-2及Bax mRNA表达水平都与阴性组无明显统计学差异(P>0.05),提示PHEMA/CPC (98:2)具有良好的生物相容性。结论在微波辅助聚合技术下将甲基丙烯酸羟乙酯与磷酸钙骨水泥结合构建出可注射型的PHEMA/CPC复合凝胶膜材料,并通过表征以及对其性能的测试,筛选出理化性能较佳的PHEMA/CPC(98:2)复合凝胶膜组,运用MTT法、溶血试验、流式细胞术和实时定量PCR技术对其进行初步的生物相容性评价,证明其具有良好的生物相容性,为后续一系列的生物学行为实验提供实验依据,可以作为下颌髁状突软骨损伤微创修复材料提供新思路。
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