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牙周病是一种患病率极高的口腔疾病,轻则会导致牙龈出现急慢性炎症,重则会导致牙周支持组织发生病变,出现牙龈出血、牙周袋形成、牙齿松动等症状。由牙周疾病引起的局部炎症和咬合创伤会带来一项严重的病理变化,即牙槽骨吸收。牙槽骨吸收会使牙齿支持组织丧失,是牙齿脱落的主要元凶。而牙槽骨吸收后导致的骨缺损或骨量不足对后续的牙齿修复也造成了极大的阻碍。膜引导骨组织再生技术是临床修复牙槽骨及牙周组织的有效手段,然而现阶段广泛应用于临床治疗的骨膜材料依然存在着一些难以弥补的缺陷,如力学性能不足、降解速率不可控、缺乏骨诱导因子等,因此迫切需要研制结构和性能可调控、同时具备促骨修复活性并具有良好生物相容性的骨膜材料。国内外的研究已初步证明丝素蛋白(SF)用于引导性骨再生领域具有一定的优势,若能进一步改善材料的力学性能、调控材料的降解速率并增强其骨诱导能力,则其有可能更好的满足骨修复膜材料在临床应用中的需求。因此,本文将具有优良理化性能与生物学性能的氧化石墨烯(GO)引入到SF膜中,制备GO/SF骨膜,研究制备条件对膜结构和性能的影响;通过体外细胞培养研究GO的引入对细胞行为的影响;并通过动物实验,研究GO/SF膜对骨缺损的修复效果。论文的主要研究结论如下: (1)SF与GO具有良好的相容性,经简单的流延法可成功制备出均相的GO/SF致密膜。GO在SF基底中分散均匀,无团聚现象产生。GO/SF致密膜主要表现为SilkⅠ结构,GO的引入可以促进SF向更为稳定的SilkⅡ结构转变。致密膜的力学性能与热稳定性随着GO的添加得到了较大的提升;同时,致密膜的酶降解速率减慢。SF聚集态结构的转变、致密膜力学、热学性能的改善、生物降解速率的减慢均可归因于SF分子链上的极性基团与GO片层上的含氧官能团之间所形成的氢键以及其他分子间作用力。 (2)采用冷冻干燥法制备了具有与Bio-Gide胶原膜相似形貌的GO/SF复合多孔膜。结果表明,多孔膜结构稳定,主要含有SilkⅡ结构,同时含有少量SilkⅠ结构。相比单一组分的SF多孔膜,GO/SF多孔膜表现出更为圆整的孔结构,孔径随着GO含量的增加而有所减小。GO的添加改善了GO/SF多孔膜的热稳定性和力学性能、降低了其酶降解速率。将模型药物辛伐他汀(SIM)装载到GO/SF多孔膜中,体外释放实验表明该多孔膜具有缓释效果,药物可在28天内被逐渐释放,释药速度与GO含量成反比。 (3)根据光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜及MTT法观测结果显示,在SF中引入GO不会导致材料出现明显的细胞毒性,GO/SF膜可以较好的支持L929细胞和MC3T3-E1细胞的粘附、生长、增殖与分化。适量的GO以及SIM对骨细胞表现出明显的促进作用,显示出优良的体外细胞相容性。 (4)将GO/SF多孔膜与GO/SF/SIM载药膜植入大鼠头骨缺损处并考察其对骨组织修复的效果,结果显示GO的添加不会降低材料的体内生物相容性,植入的GO/SF多孔膜对周围组织无毒性、无刺激性并且未产生炎症反应。GO与SIM可以发挥协同效应以促进骨组织的再生,大鼠颅骨的缺损处得到了一定程度的修复。GO的引入使得SF的降解速率减慢,GO/SF多孔膜可在8周内保持完整的形态,表现出极好的屏障作用。 通过本文的研究,阐明了在SF膜中引入GO后,对材料形貌、结构和性能的调节作用,发现GO的添加可以在一定程度上加速骨修复的进程,为引导性骨再生技术、牙槽骨修复以及牙周组织的重建提供了一种新的材料。