珊瑚羟基磷灰石负载含BMP2纳米缓释微球体系促进人间充质干细胞骨形成的研究
抗感染纳米羟基磷灰石局部药物缓释微球的研制及体外释药实验
抗感染纳米羟基磷灰石局部药物缓释微球的研制及体外释药实验【摘要】目的:研制抗感染纳米羟基磷灰石(nano-HA)药物缓释微球,为骨髓炎的治疗提供一新型的局部药物缓释系统(DDS)。
方法:采用nano-HA为载药核心载体,外包裹生物相容性好且可降解的聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物/聚乙二醇(PHBV/PEG),承载硫酸庆大霉素(GM)制成nano-HA-PHBV/PEG-GM缓释微球,研究其结构及体外释药特性。
结果:微球具有明显缓释作用,90 mg DDS体外释放实验显示第1天释放量为165.2 μg/mL,其后下降并以较低水平稳定释放,维持有效释药时间在28 d以上。
关键词:纳米羟基磷灰石;聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物;聚乙二醇;硫酸庆大霉素;局部药物释放系统局部药物缓释系统(drug delivery system,DDS)因其在局部能达到高的药物浓度,同时血药浓度低,不造成毒副作用,为治疗骨髓炎提供了一条有效的治疗途径。
首先应用于临床的局部载药系统是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)庆大霉素珠[1]。
本研究采用具有生物活性的纳米羟基磷灰石(nano-HA)为载药核心载体,外包裹生物相容性好且可降解聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物/聚乙二醇(PHBV/PEG),承载硫酸庆大霉素(GM)制成nano-HA-PHBV/PEG-GM缓释微球,研究其体外释药特性,旨在为骨髓炎的治疗提供一新型的DDS。
1 材料和方法1.1材料nano-HA、PHBV、PEG由华南理工大学生物工程与材料学院提供。
庆大霉素标准品购自中国药品生物制品检定所,批号30326-200314。
M-H培养皿购自法国生物梅里埃,由南方医科大学珠江医院检验科提供。
标准菌珠金黄色葡萄球菌ATCC25923由南方医科大学珠江医院检验科提供。
1.2方法1.2.1 nano-HA-PHBV/PEG-GM缓释微球的制备1.2.1.1 nano-HA-GM的制备将质量比为2∶1(GM:nano-HA)的庆大霉素药物溶于水,与nano-HA混合,在超声波中分散20 min,然后磁力搅拌70 h。
羟基磷灰石纳米颗粒在骨修复领域中的应用
羟基磷灰石纳米颗粒在骨修复领域中的应用羟基磷灰石(Hydroxyapatite)是一种人工骨 substitute,因具有与天然骨类似的化学成分和微观结构,因此在骨科领域中得到广泛应用。
然而,由于其颗粒大小较大,可能导致治疗过程中出现植入部位与周围组织之间的间隙,进而影响植入效果。
近年来,羟基磷灰石纳米颗粒(Hydroxyapatite Nanoparticles,HANPs)的出现,为骨修复领域带来了新的发展机遇。
一、羟基磷灰石纳米颗粒的制备磷酸二氢钙和氢氧化铵可作为羟基磷灰石纳米颗粒的前体。
先将磷酸二氢钙在氢氧化铵水溶液中沉淀,再在高温下烘烤,即可形成羟基磷灰石纳米颗粒。
此外,还可以利用溶剂热法、微波法等制备 HANPs。
二、羟基磷灰石纳米颗粒的优点1. 纳米级别的颗粒大小使其在植入过程中更容易与周围组织结合,因此能够有效解决传统羟基磷灰石颗粒可能导致的空隙问题。
2. 纳米颗粒具有更大的比表面积,这使得它具有更多的活性位点和更大的表面反应活性,有效促进骨细胞的吸附和增殖。
3. 纳米颗粒可以形成纳米级别的多向架构,这样可以更好地模仿自然骨的结构,促进骨细胞的生长。
三、羟基磷灰石纳米颗粒在骨修复中的应用1. 骨填充剂:由于其优秀的生物相容性和生物活性,HANPs 的应用在骨填充领域中具有相当的应用潜力。
HANPs 可以作为骨填充材料,替代传统的人工骨substitute,可促进自然骨的再生。
2. 羟基磷灰石纳米颗粒修复骨缺损:HANPs 可以在人工牙齿、牙髓和骨修复中发挥良好的效果。
通过纳米材料增加生物材料在短时间内的生物活性,从而在骨修复过程中起到加速骨组织生长的作用。
3. 骨植入体涂层剂:由于其生物相容性和优越的生物活性,HANPs 可以作为人工植入体的涂层剂。
此外,HANPs 在植入体涂层剂中作为生物材料的增加,可以提高植入体和骨组织的结合力,从而改善人工植入体的长期稳定性。
四、未来展望随着纳米技术的进一步发展,我们相信 HANPs 在骨修复领域中的应用前景不可限量。
珊瑚羟基磷灰石材料对富血小板血浆诱导培养人骨髓基质干细胞成骨特性的影响
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羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展
羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?357?羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展罗平辉,赵玉涛,戴起勋,林东洋,施秋萍(江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013)摘要HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚舍物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配总结了羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的最新研究进展,并分析了目前该材料在研究和临床应用上存在的问题,讨论了其未来的发展方向.关键词羟基磷灰石/聚合物复合材料生物可降解研究进展TheResearchPlofBiodegradableHydroxyapatite/PolymerBio-compositeMaterials LUOPinghui,ZHAOYutao,DAIQixun,LINDongyang,SHIQiuping (SchoolofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013) AbstractBiodegradablehydroxyapatite/polymerbiomaterialsmimicthenaturalbonetOso meextent,andthe degradablepolymerisdissolvedandabsorbedormetabolizedbydegrees,thehydroxyapatite (HA)ceramicdegradespartlyandextricatesCaandP()i—whichareabsorbedandutilizedbyhumantissuestOgeneratefreshtissues.Fur thermore,degradablepolymercancontributetOtoofastdegradationofHAtOmatchtherateb etweendegradationofHAandformationoffreshbonetissues.Inthisarticle.thelatestadvancementinresearchofbio degradableHA/poly—merbiomaterialsaresummarized.Simultaneously,someproblemsofthebiomaterialsinrese archandclinicareanalyzed andsomepossiblefuturedevelopingtrendsarealsodiscussed. Keywordshydroxyapatite/polymercomposites,biodegradable,researchprogressO前言羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),其化学组成为ca10一(P4)s(0H)z,与天然磷灰石矿物相似,具有良好的生物相容性(biocompatibility)和生物活性(bioactivity),是脊椎动物骨和齿的主要无机成分[1].自2O世纪7O年代中期美国和日本的学者研制成功人造多晶羟基磷灰石以来,这种生物材料已广泛用于外科手术中,作为人工骨骨骼和人工牙齿骨的填充,置换与结合材料[2j.然而,单一HA在生理环境下的脆性及低疲劳强度限制了其在负荷下骨修复或骨替代的应用[3].因此,为了适应临床需要,基于HA的复合材料是近年来生物复合材料研究与开发的热点.当前,基于HA的复合材料可分为3类,即HA/金属复合材料,HA/陶瓷复合材料和HA/聚合物复合材料.其中,HA/金属复合材料是目前临床上研究较多的一种,但该复合材料仍存在金属腐蚀,在骨一移植体界面可能形成密集纤维组织问题_4]以及应力屏蔽问题_5].而HA/陶瓷复合材料也存在许多问题,如生物惰性Al.()3和Zb陶瓷的断裂特性比人体骨要差,陶瓷材料弹性模量较高且具有脆性,它们在力学上并不与骨相容等.因此,开发生物活性HA陶瓷与断裂韧性较好的有机聚合物进行复合是一条行之有效的途径,特别是HA/聚合物生物降解复合材料在一定程度上模仿了天然骨,可降解聚合物成分逐渐被机体溶解吸收或新陈代谢排出,HA陶瓷成分在体液的作用下,会发生部分降解,游离出钙和磷,并被人体组织吸收,利用,生长出新的组织;同时可降解聚合物成分对HA的过快降解具有控制作用,使得HA降解与新生骨组织生成速率匹配.生物可降解性植入材料具有以下优点而受到国内外研究者的重视:(1)无需二次手术取出;(2)机械强度逐渐衰减,不抑制骨骼生长,降低了金属装置由于应力屏蔽效应引发骨质疏松症的危险性;(3)无金属腐蚀引发的组织反应.HA/生物可降解复合材料除了具备上述性能外.HA本身的生物活性有可能得以提高.因此,HA/聚合物可降解复合材料的研究与开发对人工骨修复材料在基础理论和临床上应用均具有十分重要的意义.1国内外研究现状目前国内外研究主要在探索与HA复合较理想的聚合物材料以及复合材料的制备技术上.对于材料方面,研究较多的是胶原(collagen,Co1),聚乳酸(poly(1acticacid),PLA)及聚己内酯(polyeaprolactone,PCL)与HA的复合,如ShinHasegawa*江苏省自然科学基金项目资助(BK2OO3O51);江苏省铝基复合材料工程技术研究中心研发项目(BM2Oo3Ol4)罗平辉:男,1980年生,硕士研究生E-mail:******************赵玉涛:联系人,1964年生,博士,教授,博士生导师Tel:0511—8791919E-mail:**************.cn358材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ等[]植入HA/PLLA至兔股骨长期研究表明HA/PI.,LA复合材料表现出优异的生物降解性和骨传导性而且植入后长达7年没有明显的无菌反应.C.V.M.Rodrigues等l_7]制备的Col/HA复合材料用于组织工程中支架材料综合了骨胶原的诱导性和HA的生物活性及骨传导性但用于制备Col/HA复合材料的I型胶原由于其成本及商业来源有限,使得其工艺控制变得困难起来.用明胶(gelatin,GEL)~I驱体替代I型胶原也是目前研究的热点.Hae-W(onKin等_日制备的GEI/HA复合材料具有多孔结构,与传统复合材料相比,其表面附着有较高水平的成骨细胞,对于制备技术方面,原位技术主要是改善仿生工艺模拟天然骨矿化过程.非原位技术主要集中在对HA或聚合物材料进行改性.牛丽婷等_g]用聚乙烯醇改性HA,改性后的HA具有较高的纯度,提高了HA的粒度分布,且降低了HA的晶化温度.ZhongkuiHong等_】阳为了改善HA与PIJ.A间的结合强度以提高复合材料的机械性能,用PILA先对HA纳米颗粒表面进行接枝改性.根据复合材料的基体材料同,HA/生物可降解复合材料可大致分为两类:一类是以可降解材料为基体,HA为增强材料的复合材料;另一类是以多孔HA为基体,可降解材料作为增韧的复合材料.对于第一类复合材料,主要是将HA引入可降解材料中,利用HA的高弹性模量增加复合材料的刚性及赋予材料生物活性.对于第二类复合材料,主要是将可降解聚合物引入到多孔HA中,形成多孔HA为支架可降解材料增韧的仿骨结构.通过选择合适的复合组分或结构,改变组分之间的配比,得到的复合材料降解特性和力学性能均可调,并相互匹配以适应临床上实际应用.几类HA/生物可降解复合材料的性能见表1裹1nn/聚合物生物可降解复合材料的力学特性Table1Mechanicalpropertiesofbiodegradablehydroxyapatite/polymercomposites材料抗压强度,MPa弹性模量,GPaHA/C0l[]168.855.87HA/PLLA[12]14010HA/壳聚糖_13]120——目前实验及临床上HA与可降解材料进行复合主要有以下几类:(1)与生物可降解聚合物的复合,生物可降解材料(bio—degradablematerials)包括人工合成的生物可降解聚合物和天然材料提纯的可降解材料,如聚乳酸(poly(1acticacid),PLA),聚酰胺(polyami&,PA),聚乙烯醇(pd:~i.ylalcohol,PVA),聚己内酯(polycaprolactone,PCL),等,这些可降解材料具有良好的组织相容性,并且不需要二次手术取出内植物,已经成为骨科医生和生物材料研究人员关注的热点;(2)与天然生物材料的复合,天然生物材料主要指从动物结缔组织(如骨,肌腱)或皮肤中提取的,经过特殊化学处理的具有某些活性或特殊性能的物质. 如胶原(collagen,C01),明胶(gelatin,GEL)及骨形成蛋白(Bone morpho)geneticprotein.BMP)等;(3)与其它可降解材料的复合,如聚羟基丁酸酯(Poly-hyI|r0xybutyrate,PHB).近年来,以可降解聚合物为基体所形成的复合材料已成为人工骨材料研究和开发的主流.与不可降解体系相比,可降解聚合物在生物体内的降解使得本体骨组织逐渐长人复合材料, 有助于自体骨和移植骨之间形成紧密结合的界面,这无疑提高了HA的骨传导性.与纯HA粉末或粒子相比,以膏状或水泥状存在的HA/可降解聚合物在手术中易于处理,因而在应用中具有更大的优越性.固态的HA/可降解聚合物则可用作承力环境中的骨替代材料.与国外相比,我国的骨修复替代材料产业正处于起步阶段,应用市场主要在传统骨修复材料,综合性能良好的新型生物材料还不能大规模满足购买能力提高,保健意识增强的患者,只能临床使用,7O~8O医用材料要依靠进口.主要原因在于产品技术还处于初级阶段,且产品单一,总体上技术及资金力量不足,产业化方面研发总体投入较少,同类产品基本上属于仿制,自主知识产权较少.面对日益扩大的市场需求和竞争,我国在硬组织修复材料研发与产业化方面需要加大研发力量,加强学科交叉,发展具有自主知识产权的技术与产品;增加开放度,加强国内外合作;加强产一学一研结合.2制备技术进展在HA/生物可降解复合材料的制备过程中,HA的形成方式有两类:一类是制备复合材料前制备HA粉体,该方法中HA 的制备通常与单一HA粉体的制备方法大致相同;另一类是直接在形成HA过程中制备复合材料,即所谓原位技术,此类方法中复合材料的制备应考虑可降材料所能允许的条件,如温度等,整个工艺过程与前一类方法明显有所不同,其目的是从仿生的角度制备出类骨材料,因此,相对于前一类方法,该类方法制备的复合材料组分间结合强度较好,其综合性能也更接近天然骨.从目前研究来看,HA/生物可降解复合材料的主要制备工艺有:①混合法(混炼+模压),②沉淀法,③仿生法,④沥滤法,⑤热致相分离(TIPS)其中,混合法,沥滤法,热致相分离属前一类,仿生法属后一类.而沉淀法既有原位技术,也有非原位技术.在制备技术方面也有经改进后发展的新技术.在制备具体复合材料中依据所使用的可降解材料的不同特性而采用相应的方法.下面就这些方法进行简要介绍.2.1混合法混合法是制备HA/生物可降解复合材料最简单的工艺,在适当溶剂中混合HA与可降解材料,后洗涤并去除溶剂模压成HA/生物可降解复合材料,一般用于制备块材.李亚军等_l]将纳米HA粉末和聚丙交酯及造孔剂氯化钠混合后加入三氯甲烷和聚乙烯醇溶液,混炼后模压制得的多孔聚乳酸/羟基磷灰石复合材料能够提高高分子的力学性能及骨诱导特性,且对羟基磷灰石的过快降解具有控制作用,保证了骨组织恢复速度与材料降解速度一致.虽然HA/PLA复合材料具有良好的生物相容性和骨结合能力,但这类材料在生理环境下,未等材料完全降解而过早丧失其机械强度,因此有人_1研究HA/PLA复合材料失效的主要原因是HA/PLA界面缺乏有效结合所致.而S.M.Zhang等["]加HA至PLA液相中,挥发掉有机溶剂后热压成HA/P1.A复合材料,其研究表明:用硅烷衍生物对HA表面进行改性后,HA/PLA复合材料的界面强度,膨胀性能及最终的力学性能均有较大改善,最大弯曲强度提高27.8,扫描电镜(图1)实验表明HA颗粒在复合材料中均匀分布,大小在2~15m.且改性的HA/PLA复合材料属韧性断裂.羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/罗平辉等?359? 围1复合材料的扫描电镜图片Fig.1SEMmicrographofthecomposites全大萍等口将HA与PDLLA混合塑炼后模压成型的HA/PDILA复合材料,其研究也表明HA经偶联剂处理后其表面能也能降低从而提高复合材料界面强度,BiqiongChen等L1.]以不同HA含量与PCI熔混后热压成型出HA/PCL复合材料,研究表明窄分子量范围的PCL及较小颗粒大小的HA复合而成的复合材料具有较好的加工性,力学性能及界面强度.2.2沉淀法沉淀法是目前制备粉体最广泛的方法之一.该方法设备简单,操作方便,还能尽可能不带人杂质离子.ZhongkuiHong等l_19_均匀加入三氯甲烷至纳米HA中,在电磁搅拌和超声处理下形成悬浮液,悬浮液中加入PLLA/三氯甲烷溶液,得到的混合物在过量乙醇中沉淀,干燥得到PLIA/HA复合材料(图2)试验表明:与P1LA材料相比,PLIA/HA纳米复合材料表现出较高的弯曲强度和冲击能,提高HA含量时,复合材料的模量显着提高.圈2PLLA/g-HAP纳米复合材料的制备方法Hg.2MethodforpreparingofthePIA/g-HAPnano-comp~itesWeiJie等口._通过共沉淀法制备的HA/PA66多孔支架材料相分布均匀,晶粒大小10~20nm,且具有很好的生物活性及强的界面反应,力学性能接近天然骨.王迎军等r21]采用沉淀法原位复合技术制备的PV A/HA复合材料HA陶瓷颗粒粒度细,分散性好,复合水凝胶的结晶度和拉伸强度均比PV A试样或物理共混复合水凝胶的有所提高.孙恩杰等[2幻按一定CatP 配制Ca(H2PO4)2?HzO溶液,将GEL溶于蒸馏水得到GEL溶液,一定温度下将Ca(0H)和ca(H2P04)2?H20逐滴滴入明胶溶液中并搅拌至溶胶稳定该均相沉淀法制备的HGEL复合材料呈自组装结构,HA—GEL间产生键连作用,且颗粒分布均匀.2.3仿生法由于天然骨是纳米级HA的晶体互相平行堆积,沉积于骨胶原中而形成的.胶原是多种组织的主要成分和细胞外基质, 约占动物总蛋白的i/3.胶原蛋白在体内以胶原纤维的形式存在,其基本组成单位是原胶原分子,原胶原分子经多级聚合形成胶原纤维,其纤维状结构利于组织培养中的细胞粘附生长繁殖. 故从仿生的角度出发,将纳米级HA与胶原复合制得的HA/胶原复合材料是当今的一个研究热点.N.Roveri等啼0]以Ca(OH)2及含有Col的H3P0{通过原位的方法制备出的纳米HA/Col复合材料中HA与Col界面有很强的化学反应,与天然骨组织非常相似.MasanoriKikuchi等[2]也用同样的原料以仿生工艺(图3)通过自组装机制制备的HA/Col复合材料的相容性较HA陶瓷好,复合材料的骨组织反应表明了破骨细胞再吸收后有新骨形成,与自体骨移植很相似.T田3HAp/Col复合材料合成装置示意圈脚3SchematicdrawingoftheapparatusfortheHAp/Col王振林等_2通过体外模拟天然骨生物矿化和材料自组装机制,制备出HA/col仿生复合材料,其中,纳米羟基磷灰石均匀分布在胶原基质上并择优取向排列,复合材料的成分,微观结构与天然骨类似.MyungChulChang等]通过仿生工艺制备出HA/GEL复合材料,实验表明纳米HA沿着明胶原纤维进行自组装,且HA与GEL间形成了化学键.由于仿生工艺是通过原位复合技术制备出复合材料,因此,HA/可降解复合材料中组分间具有较好的结合强度,与其他方法相比,制备出的复合材料的综合性能更接近天然骨.2.4沥滤法溶剂浇铸/粒子沥滤技术(solventcasting/particulateleac—hing)用于制备高孔隙率,高比表面积的组织工程多孔支架材料,该技术采用氯化钠等不溶于有机溶剂的颗粒作为致孔剂,可用于制备PLLA,PLGA等可溶于有机溶剂的高分子聚合物多孔支架材料.张利等[]通过粒子沥滤法制备的纳米HA/CS多孔材料,当复合材料/致孔剂质量比为1:1时,抗压强度可达17MPa,满足组织工程支架材料的要求,且复合材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,能够很好地吸附人体骨形成蛋白等骨生长因子, 使其具有良好的骨再生能力.J.AJansen等口]采用PEG/PBT为嵌段共聚物,制备出polyaetive/HA复合材料,实验表明该复合材料与周围组织有很好的生物相容性.且轻微细胞反应会伴一~一匿360材料导报2006年11月第2O卷专辑Ⅶ随着polyactive生物膜的降解,降解过程主要受PEG/PBT比的影响.2.5热致相分离组织工程材料的特点是具有三维立体结构,制备组织工程材料的关键是组织生长的模板或支架材料的获取.热致相分离(thermallyinducedphaseseparation,TIPS)是通过将高温的聚合物溶液冷冻,由温度改变来驱动以实现相分离的.其典型工艺过程如图4[.所示,它适用于制备热塑性,结晶性高聚物孔径可控多孔材料.….M咖c幽..硒甜图4热致相分离技术流程图Fig.4TheflowclIartofTIPSteelmology程俊秋等口.j通过热致相分离原理采用纳米羟基磷灰石同PLA复合制得多孔纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合材料,研究表明纳米HA有利于降低HA粒子的表面能从而提高HA_PLA 两相界面粘结强度,且无明显空隙存在.2.6其它方法随着复合材料制备技术的发展及对材料性能要求的提高,多种制备技术联合使用可弥补单一制备技术的不足.Qiaoling Hu等[3采用原位混杂技术(insituhybridization)制备的Cs/HA纳米复合材料具有层状结构,CS/HA(质量比1oo/5)时弯曲强度高达86MPa,比松质骨高3~4倍.相当于致密骨的1/2. Boix等r3幻研究了HA对BMP吸附的影响因素,外加钙离子提高吸附.而磷酸根却抑制其吸附,pH虽然也有影响,但相对钙离子,磷酸根显得不是很重要,该研究对制备出在移植处释放合适蛋白量的BMP-HA复合材料具有重要意义.然而,其它的影响因素也有待研究,如生理情况.江涛等【3.]采用混合及控制析出法制备了PHB/HA复合材料,其研究表明,用硅烷对HA 进行表面改性后.PHB/HA复合材料的力学性能明显提高.3存在问题及发展趋势HA植入人体后在短期内能与骨骼形成骨性结合并具有诱导成骨作用.它及其生物复合材料作为骨组织修复,替代等骨科临床治疗方面的应用已经取得了可喜的进步.尽管针对临床上实际出现的各种问题,对HA复合材料的研究与开发陆续开展起来.其中,HA/生物可降解复合材料的研究也从各个方面进行了探索,改进,如复合材料中HA采用纳米级以进一步仿生天然骨;HA或聚合物加以改性以提高复合材料的性能;采用仿生工艺制备HA复合材料以期望获得结构类似天然骨的复合材料;采用多元复合弥补二元复合材料的不足之处等等,所制备出复合材料有一定骨修复,替代功能,但其综合性能与天然骨还有一定的距离.究其原因,主要是在材料制备中对骨愈合的复杂过程还未重视起来,没有把骨生长,代谢的生物学机理完全应用到材料制备上.人体是一个最完美的功能自适应系统,从生命意义上讲,骨并不是简单的复合材料,它是一种高度复杂的系统,一种多功能的组织,具有大量的互相联系的生物物理,生物化学的生命过程.Knese(1958)详细地画出了骨的各级结构,将其分为5个层次:纤维与相邻的无机材料,骨板,骨板系统,骨板系统的组合, 最后是密质骨与松质骨的分布[3.而骨组织(包括其它组织)缺陷的修复过程也是非常复杂的,本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程.从骨的细胞学水平看,骨从产生乃至在整个生命期中总是在应力/应变场中建造(modeling)和重建(remodeling)E35_.在骨重建过程中,由破骨细胞引起的"骨吸收"和成骨细胞引起的"骨形成"偶联成不断更新的动态过程,从而完成骨的生长代谢.因此,破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键,而成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成,分泌和矿化.虽然人工骨科材料在仿生学方面取得了一定的进展,但对细胞在骨重建过程中的作用还未用到仿生制备中,使得目前仿生制备的骨科材料的性能受到限制,而HA/可降解复合材料的组分与天然骨类似(无机/有机),在发展人工骨科材料方面具有一定的优势,骨组织修复,替换的研究有从宏观向细胞和分子水平发展的趋势.同时骨生长,代谢还受生物力学因素的影响和制约,其重建过程中应力场与微观结构之间存在依赖关系,可以预想.在人工骨科材料制备方面,借助应力场(特别是变应力场),模拟骨重建过程中的复杂环境可能是制备更理想的骨修复,替代材料的途径之一.参考文献1俞耀庭,张兴栋.生物医用材料I-M3.天津:天津大学出版社,2000.132李世普.生物医用材料导论EM3.武汉:武汉工业大学出版社,2000.843ToshiakiKitsugi,TakaoY amamuro,TakashiNakamura,eta1.Fourcalciumphosphateceramicsasbonesubstitutesfornon-weight-bearing[J].Biomaterials,1993,14:2164DucheyneP,QiuQBioactiveceramics:theeffectofsurface reactivityonboneformationandbonecellfunctionEJ3.Bio—materials,1999,20:22875MakarandGJoshi,SureshGAdvani,FreemanMiller,eta1.Analysisofafemoralhipprosthesisdesignedtoreduce stressshielding[刀.JBiomechanics,2000.33:16556ShinHasegawa.ShinsukeIshii,JiroTamura,eta1.A5-7 yearinvivostudyofhigh-strengthhydroxyapatite/poly(L- lactide)compositerodsfortheinternalfixationofbonefrac—tures[J].Biomaterials,(accepted1September2005)7RodriguesCVM.SerricellaP,LinharesABR,eta1. Characterizationofabovinecollagen-hydroxyapatitecorn-,positescaffoldforbonetissueengineering口].Biomaterials, 2003,24:49878Hae-WanKin,Hyoun-EeKim,V ehidSalih.Stimulationof osteoblastresponsestObiomimeticnanocompositesofgelati—n-hydroxyapatitefortissueengineeringscaffolds[刀.Bio—materials,2005,26:52219牛丽婷,刘敬肖,周靖,等.聚乙烯醇该性羟基磷灰石超细粉的制备及表征口].大连轻工业学院,2004,23(4){23910HongZhongkui,ZhangPeibiao,HeChaoliang,eta1.Nano-compositeofpoly(L-lactide)andsurfacegrafted hydroxyapatite:Mechanicalpropertiesandbiocompatibility[J].Biomaterials,2005,26:6296羟基磷灰石/聚合物可降解生物复合材料的研究进展/3平辉等?361? 11林晓艳,温贤涛,李虎,等.共滴定法制备纳米羟基磷灰石/胶原复合材料及其性能EJJ.四川大学,2004,36(4):6712NenadIgnjatovic,DraganUskokovic.Synthesisandappli—cationofhydroxyapatite/polylactidecompositebiomaterialEJ].ApplSurfSci,2004,238:31413张利,李玉宝,魏杰,等.纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料的共沉淀法制备及其性能表征[J].功能材料,2005,36(3):44114李亚军,阮建明.聚乳酸/羟基磷灰石复合型多孔状可降解生物材料[J].中南工业大学,2002,33(3);26115V erheyenCCPMRestorablematerialswithbonebondingability,evaluationofhydroxyapatite/poly(L-lactide)com—posites[D].Leiden;UniversityofLeiden,199316ZhangSM,LiuJ,ZhouW,eta1.Interfacialfabrication andpropertyofhydroxyapatite/polylactideresorbablebone fixationcompositesEJ].CurrentApplPhys,2005,5:51617全大萍,李世普,袁润章,等.聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA)复合材料——Ⅱ:硅烷偶联剂处理羟基磷灰石表面的作用研究[J].复合材料,2000,17(4):11418ChenBiqiong,SunKang.Poly(~一caprolactone)/Hydmxy—apatitecomposites:effectsofparticlesize,molecularweight distributionandirradiationoninterfacialinteractionand properties[J].PolymerTesting,2005,24:6419HongZhongkui,ZhangPeibiao,HeChaoliang.eta1.Nano-compositeofpoly(L-laetide)andsurfacegrafted hydroxyapatite:Mechanicalpropertiesandbiocompatibility EJ].Biomaterials,2005,26:62962OWeiJie,IiYubao.Tissueengineeringscaffoldmaterialofnano-apatitecrystalsandpolyamidecomposite[刀.Eur PolymJ,2004,40:50921王迎军,刘青,郑裕东,等.沉淀法原位复合聚乙烯醇(PV A)/羟基磷灰石(HA)水凝胶的结构与性能研究[J].中国生物医学工程,2005,24(2):15022孙恩杰,杨冬,颜文龙.羟基磷灰石一明胶复合物的制备及表征[J].化学与生物工程,2005,6:4923RoveriN.FaliniG,SidotiMC,eta1.Biologicallyinspired growthofhydroxyapatitenanocrystalsinsideself-assembled ,),(上接第356页)23EddaoudiM.eta1.Systematicdesignofporesizeandfunc—tionalityinisoreticularMOFsandtheirapplicationinmeth—anestorage.JScience.2002.295(5554):46924ChenZhenfeng,ZhangJing.XiongRengen,eta1.Anoveltwo-dimensionalchiralcoordinationpolymer:bis((一)一lac—tate)zinc(1I).JInorganicChemCommu,2000,3:49325JiangChao,WangZY_Synthesis.structureandintercon—versionoftwoCo(II)coordinationpolymersshowingtopoi—ogicalisomerismfrom1Dchainto3Dchiralnetwork.JPol—yhedron,2003,22:295326EzuharaT,EndoK,AoyamaY_Synthesis,spectroscopy, andstructureofafamilyofiridabenzenesgeneratedbythe reactionofvaska-typecomplexeswithanucleophilic3-vinyl- collagenfibers[J].MaterSciEng,2003,23:44124MasanoriKikuchi,ToshiyukiIkoma,SoichiroItoh,eta1. Biomimeticsynthesisofbonelikenanoeompositesusingtheself-organizationmechanismofhydroxyapatiteandcollagen [J].CompSciTechn,2004,64:81925王振林,闫玉华,万涛.羟基磷灰石/胶原类骨仿生复合材料的制备及表征[J].复合材料,2005,22(2):8326MyungChulChang,Ching-ChangKo,WilliamH.Doug—las.Preparationofhydroxyapatite~gelatinnanocompositeI-J].Biomaterials,2003,24:285327张利,李玉宝,杨爱萍,等.骨组织工程用纳米羟基磷灰石/ 壳聚糖多孔支架材料的制备及性能表征[J].功能材料, 2005,36(2):31428JansenJA,DeRuijterJE,JanssenPTM,eta1.Histo- logicalevaluationofabiodegradablepolyactive| hydroxyapatitemembrane[J].Biomaterials,1995,16:81929赵忠华,薛平,何亚东,等.用TIPS法成型超高分子量聚乙烯微孔材料的机理分析[J].高分子材料科学与工程, 2003,19(1):243O程俊秋,段可,翁杰,等.多孔纳米羟基磷灰石一聚乳酸复合材料的制备及其界面研究[J].化学研究与应用,2001,13 (5):51731HuQiaoling,LiBaoqiang,WangMang,eta1.Preparation andcharacterizati0nofbiodegradablechitosan/hydroxyapa—titenanocompositerodsviainsituhybridization.apotential materialasinternalfixationofbonefracturerJ].Biomateri—als,2004,25;77932BoixT,Gome~MoralesJ,Torrent-BurguesJ,eta1.Ad—sorptionofrecombinanthumanbonemorphogeneticprotein rhBMP-2montohydroxyapatite口].JInorganicBiochem, 2005,99:104333江涛,胡平.聚羟基丁酸酯/羟基磷灰石复合材料的制备与性能EJ].高分子材料科学与工程,2002,18(4):4534董福慧.骨生物力学回顾[J].中国骨伤,2000,13(6);323 35王远亮,蔡绍皙.生物力学与骨组织工程[J].力学进展, 1999,29(2):232s;,s,anometallicsJChemSoc,1999,121: 327927JouaitiA.HosseiniMW,KyritsakasN,eta1.Non-cen- trosymmetriepackingof卜Dcoordinationnetworksbasedon chirality.JChemCommun,2002,23:189828CuiY,EvansOR.NgoLH,eta1.Interlockedchiral nanotubesassembledfromquintuplehelices.JChemInt, 2002,41:l15929InfordJD,VittalJJ.WuD.eta1.Topoehemicalconver—sionofhydrogenbondingtocovalentthreedimensionalnet—work.ChemInt,l998,37:儿l430RanfordJD.VittalJJ,WuD,eta1.Therrnalconversion ofahelicalcolltoa3-Dchiralframework.ChemInt.1999,38:3498。
解读《羟基磷灰石纳米粒子作为蛋白类缓释药物载体的应用》
文献综述
• 合成了纳米尺寸的羟基磷灰石粒子并对其进行表征 • 研究了牛血清白蛋白作为模式蛋白对羟基磷灰石纳 米粒子的吸附量,探索了影响其吸附的因素(如pH ,Ca2+ , PO33-) • 测定了羟基磷灰石纳米粒子- 牛血清白蛋白复合物 的体外释放度。
• 实验结果表明: 羟基磷灰石纳米粒子能够作为蛋白 类缓释药物的载体。
结果与讨论Ⅲ
Ⅲ、羟基磷灰石纳米粒子-牛血清蛋白复合物的体外释放
由于牛血清白蛋白的等电点为4. 8 ,在 pH 为5. 6 及pH 为7. 0 的磷酸缓冲液中都带 负电荷。但是牛血清白蛋白在pH 为7. 0 的缓冲液中所带负电荷量要高于牛血清白蛋白 在pH 为5. 6 的缓冲液中的电荷量。同时,羟基磷灰石纳米粒子本身带有负电荷,在pH 为 5. 6 的磷酸缓冲液中牛血清白蛋白与羟基磷灰石纳米粒子之间的电荷排斥效应要低 于在pH 为7. 0 的缓冲液中的排斥效应。因此,在pH 为 5. 6 的磷酸缓冲液中的释放量 低于pH 为7. 0 的释放量。
▲羟基磷灰石纳米粒子作为蛋白药物缓释载体在国内尚未见文献报道
▲近年来合成的羟基磷灰石纳米粒子:溶解度较高、表面能较大、生物活性好 ★本文以羟基磷灰石纳米粒子作为载体,吸附牛血清蛋白,并考察 其吸附的因素,同时研究了羟基磷灰石纳米粒子-牛血清蛋白复合体系的体外
释放规律,从而为羟基磷灰石纳米粒子作为蛋白药物缓释载体提供了理
红外光谱(IRP Prestige 21 SHIMADZU)
• 当一束具有连续波长的红外光通过物质,物质分子中某个基团的振动 频率或转动频率和红外光的频率一样时,分子就吸收能量由原来的基 态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级,分子吸收红外辐射 后发生振动和转动能级的跃迁,该处波长的光就被物质吸收。所以, 红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动 等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
羟基磷灰石纳米带作为蛋白质药物载体的研究
摘 要 : 研 究 采 用 水 热 合 成 法 ,在 不 添 加 任 何 模 板 剂 的 情 况 下 制 备 出 分 散 均 匀 的 羟 基 磷 灰 石 纳 米 带 (HNBs),并
采用 XRD、FTIR 和SEM 对其进行表征.然后将 HNBs作为蛋白质药物载体,在不同实验条件下,对牛血清白蛋
1 实 验
1.1 实 验 试 剂 和 仪 器 实验试剂为 四 水 硝 酸 钙 (Ca(NO3)2 ������4H2O)、十
二水 合 磷 酸 氢 二 钠 (Na2HPO4 ������12H2O)、无 水 乙 醇 (C2H6O),以上试剂均为分析纯级,且均购自国药集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司,牛 血 清 蛋 白 (BSA,分 子 量 68000),购 自 武 汉 华 顺 生 物 技 术 有 限 公 司 .
间充质干细胞调控破骨细胞分化及功能的研究进展
间充质干细胞调控破骨细胞分化及功能的研究进展许舒宇【摘要】The effect of mesenchymal stem cells (MSCs) on bone formation is complex and various. The effect of MSCs on osteoclastogenesis and bone resorption is a main aspect. Bone resorption is tightly and dynamically regulated by multi-ple mediators, including cytokines that act directly on osteoclasts and their precursors, or indirectly by modulating os-teoblast lineage cells that in turn regulate osteoclast differentiation. Under some physiological conditions, the cytokines produced by MSCs have important roles in a diverse range of osteoclastogenesis processes. However, during inflammation, MSCs suppress osteoclast formation and activity, partly via paracrine effects. MSCs thus seem to have a dual effect, by stimulating or inhibiting osteoclastogenesis, depending on the inflammatory level. This effect of MSCs on osteoclast forma-tion may be exploited for the therapeutic potential of MSCs in bone loss associated with inflammatory diseases.%间充质干细胞(MSCs)对骨代谢的作用是多方面的.MSCs对破骨细胞和骨吸收的调控是其中一个很重要的方面.MSCs对破骨有双面的调节作用,可能促进或者抑制,取决于炎症环境的情况.在一些生理、病理环境下,MSCs通过分泌相关细胞因子对破骨细胞的形成及功能起正向调控作用.但在某些炎症状态下,MSCs可能也通过旁分泌作用实现对破骨细胞形成和分化的抑制作用,尤其是在体外共培养破骨细胞与MSCs,MSCs对破骨细胞的形成表现出抑制作用.了解MSCs对破骨细胞的调控作用,有助于了解炎症微环境下MSCs对骨丢失的治疗潜能.【期刊名称】《口腔颌面外科杂志》【年(卷),期】2016(026)006【总页数】5页(P441-445)【关键词】间充质干细胞;破骨;旁分泌【作者】许舒宇【作者单位】同济大学口腔医学院·同济大学附属口腔医院种植科,上海牙组织修复与再生工程技术研究中心,上海 200072【正文语种】中文【中图分类】R782骨组织是一类不停改建的组织。
羟基磷灰石纳米颗粒对BMP -2的体外吸附和释放
羟基磷灰石纳米颗粒对BMP -2的体外吸附和释放许正元;常阳阳;伍翔;谢广平【期刊名称】《口腔医学》【年(卷),期】2015(000)007【摘要】目的:研究羟基磷灰石纳米颗粒(HANPs)对BMP -2的吸附和释放,探讨HANPs作为BMP -2药物载体的应用潜能。
方法采用Iodogen法对BMP -2进行125 I标记,将HANPs分散于不同浓度的BMP -2溶液中,利用ITLC/ SG对溶液进行展开,通过γ计数仪检测HANPs对BMP -2的吸附量。
将吸附有BMP -2的HANPs(HANPs/125 I - BMP -2)分散于生理盐水溶液中,15 d内每天利用ITLC/ SG对溶液进行展开,通过γ计数仪检测BMP -2的释放量。
结果在BMP -2浓度为31.25~1000μg/ mL时,HANPs对125 I -BMP -2的吸附量与125 I - BMP -2的浓度成正比,1 mg HANPs最高可吸附BMP -2达70μg (70μg/ mg)。
在15 d 内,BMP -2能持续性从HANPs/125 I - BMP -2释放,累计释放率能达到43%。
结论 HANPs 对BMP -2具有良好的体外吸附和释放效果,提示HANPs作为BMP -2的药物载体在骨组织工程具有极大应用潜能。
%Objective To investigate the absorption and release kinetics of BMP-2 by hydroxyapatite nanoparticles (HANPs),and to analyze the potential of HANPs as a carrier for drug delivery systems. Methods BMP-2 was radiolabeled with 125 I according to the Iodo-gen method. HANPs were dispersed in BMP-2 solutions with different concentrations. The absorption of BMP-2 onto HANPs was detected using ITLC-SG and γ-counter. A suspension of HANPs/ 125 I-BMP-2 w as prepared in normal saline and incubated at 37 ℃ for 15 days. On each day,the release kinetics of BMP-2 from HANPs was detected using ITLC-SG and γ-counter too. Results When the concentrations of BMP-2 solutions ranged from 31. 25-1 000 μg/ mL,the absorp tion rate and the concentration of 125 I-BMP-2 were positively correlated,and the amount of 125 I-BMP-2 absorbed onto HANPs could be as high as 70 μg/ mg. The release profile showed sustained release of BMP-2 during the period of the investigation and the release ratio could increase moderately to about 43% . Conclusions These results suggest that HANPs has the potential function as a carrier for drug delivery systems and a scaffold material for bone tissue engineering.【总页数】4页(P517-520)【作者】许正元;常阳阳;伍翔;谢广平【作者单位】浙江省长兴县中医院口腔科,浙江长兴 313100;湖州师范学院医学院,浙江湖州 313000;浙江省长兴县中医院口腔科,浙江长兴 313100;湖州师范学院医学院,浙江湖州 313000【正文语种】中文【中图分类】R782.1【相关文献】1.羟基磷灰石纳米颗粒对骨肉瘤MG63抑制作用的体外实验研究 [J], 冯卫;付莉;李冬松;刘建国2.117Snm(Ⅳ)-EDTMP在体外骨模型上的吸附I.在羟基磷灰石上的吸附 [J], 杨玉青;蒲满飞;何佳恒;邴文增;王关全;罗顺忠3.rhBMP-2-mPEG-PLA纳米缓释微球缓释凝胶的制备及体外释放实验研究 [J], 罗菲;卢来春;张纲4.核壳结构羟基磷灰石/介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及其药物释放研究 [J], 宋晶晶;陈波;林开利5.壳聚糖/海藻酸钠水凝胶顺序释放BMP/WNT信号通路激活剂促成骨细胞分化的体外实验研究 [J], 王晓;郝新青;王小萌;闫广兴;叶佳朋;齐春光;孙宏晨;史册;黄洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
负载抗结核药物与骨形态发生蛋白2缓释微球的3D打印人工骨能促进骨髓间充质干细胞成骨
Chinese Journal of Tissue Engineering Research |Vol 25|No.28|October 2021| 4447负载抗结核药物与骨形态发生蛋白2缓释微球的3D 打印人工骨能促进骨髓间充质干细胞成骨刘昌昊1,郑建平2,施建党3,朱 禧3,周占文1,张 旭1文题释义:新合成的抗结核人工骨:即3D 打印的PA-824、莫西沙星和吡嗪酰胺/骨形态发生蛋白2/纳米羟基磷灰石抗结核人工骨,该人工骨在脊柱结核治疗过程中有望实现局部高效抗结核和重建病灶骨缺损双重效果,为拓展脊柱结核的外科治疗提供数据。
成骨分化:将未分化的间充质干细胞最终诱导分化为骨细胞的过程。
载有骨形态发生蛋白2的抗结核人工骨与骨髓间充质干细胞共培养后,碱性磷酸酶活性增强和钙结节数量增多,成骨相关因子表达水平升高,可见细胞在人工骨的诱导下完成了成骨分化。
摘要背景:脊柱结核病灶清除术后局部有效药物浓度不足及残留骨缺损的修复是目前脊柱结核治疗的难题,新型抗结核药物联合骨形态发生蛋白2成为解决该问题的新思路,可有效促进骨缺损修复。
目的:观察PA-824、莫西沙星和吡嗪酰胺/骨形态发生蛋白2/纳米羟基磷灰石抗结核人工骨对兔骨髓间充质干细胞成骨分化和黏附能力的影响。
方法:提取并纯化兔骨髓间充质干细胞;以纳米羟基磷灰石为材料,制备含抗结核药物PA-824、莫西沙星和吡嗪酰胺与骨形态发生蛋白缓释微球的3D 打印人工骨,并与第3代骨髓间充质干细胞共培养,作为实验组;将骨形态发生蛋白2与骨髓间充质干细胞共培养,作为阳性对照组;将骨髓间充质干细胞单独培养,作为空白对照组。
培养第1,3,7,14,21天检测兔骨髓间充质干细胞增殖、成骨分化及细胞黏附效果,以评估该人工骨对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响,以CCK-8法检测细胞增殖和细胞毒性,以钙结节沉积程度及碱性磷酸酶表达活性评价成骨分化效果,荧光定量PCR 和Western blot 法检测成骨相关基因和蛋白表达水平,扫描电镜观察细胞黏附特性。
珊瑚羟基磷灰石在骨组织工程支架材料中的研究进展
珊瑚羟基磷灰石在骨组织工程支架材料中的研究进展骨组织工程包括支架材料、种子细胞和生长因子等,其中支架材料是组织工程骨的基本构架。
珊瑚羟基磷灰石(coralline hydroxyapatite,CHA)是近年来较常用的骨替代支架材料,其来源于天然珊瑚,是一种异种骨移植材料[1],具有良好的生物相容性、骨传导性和可缓慢降解等特点的多孔生物陶瓷材料;CHA取材制备容易,有较好的应用前景。
本文就近年来CHA作为骨组织工程支架材料的研究进展作一综述。
1CHA的制备、结构和理化特性CHA的制备是将天然珊瑚置于具有时间、压力和温度自动控制的化学合成釜内,加入磷酸试剂及一定量的水,在特定的压力、温度下进行水热反应,约48小时将珊瑚碳酸钙转换成可吸收的珊瑚羟基磷灰石[2]。
由于来源于珊瑚,因此又称为珊瑚转化型羟基磷灰石。
珊瑚经水热反应后,其碳酸钙转变为磷酸钙,从而保留了珊瑚多孔性和高孔隙的特点,并且材料的机械强度也有所增加。
多孔结构形成的三维空间管道,增大了材料与受植区组织的界面,有利于加速界面结合的反应过程,并为体内骨诱导物质(如骨髓、BMP)提供空间,保持管道内诱导物质的高浓度,使骨组织在管道能完成内向生长的过程[3,4]。
CHA的主要组成是羟基磷灰石、磷酸三钙及碳酸钙,并且保持了原珊瑚的三维多孔结构,因此,CHA具有一定机械强度和高孔隙的多孔性三维结构特点。
2生物学性能2.1生物相容性由于珊瑚羟基磷灰石(CHA)来源于珊瑚,其结构和成分与矿化骨相似,植入机体内有良好的生物相容性,将其植入机体组织后不产生局部或全身性毒性反应,无炎症排斥反应。
丁宁[5]等将CHA植入动物骨内,进行成骨作用的组织学观察,显示其具有良好的生物相容性;李俊[6]等对32例良性溶骨性瘤样病变患者,选用大小不一的块状CHA充填至彻底刮除病灶内瘤组织的骨腔隙内,缝合骨膜,结果显示无全身性异常反应,骨缺损基本修复逐渐为自体新骨替代。
因此认为使用珊瑚羟基磷灰石作为骨替代物,其优点有:避免在健康部位行取骨术,缩短手术时间;骨量充足;避免取骨区感觉异常、感染等并发症;避免因为使用异体骨而可能引起的免疫排斥反应造成骨不愈合和传染疾病的危险。
纳米羟基磷灰石颗粒负载p53基因对肝癌干细胞抑制效果
纳米羟基磷灰石颗粒负载p53基因对肝癌干细胞抑制效果何欢;董文韬;郑娓诗;孔祥东;陈岑;解纯刚【期刊名称】《浙江理工大学学报》【年(卷),期】2017(037)002【摘要】To evaluate the inhibition effect of p53 gene loaded by hydroxyapatite nanoparticles on hepatic cancer stem cells (CSCs), the hydroxyapatite nanoparticles were prepared by chemical precipitation method and then characterized to test biocompatibility.Hepatic cancer stem cells were obtained in spheric culture condition.p53 gene loaded by hydroxyapatite nanoparticles modified by polyethylenimine (PEI) (HP-p53) was used to treat hepatic cancer stem cells.The inhibition effect was tested by MTT assay and Hoechst 33258 staining.The experiments suggest that HP is short rod-like nanoparticle with length ranged from 20 to 50 nm and width of approximately 20 nm and its main component is hydroxyapatite.HP has excellent biocompatibility and degradability.The survival rate of hepatic cancer cells treated by HP-p53 decreased significantly.Hoechst 33258 staining results shows that bright spots appeared in the hepatic cancer stem cell nucleus, and cell density decreased.This indicates p53 gene loaded by hydroxyapatite nanoparticles has significant inhibition effect on hepatic cancer stem cells.%为评估纳米羟基磷灰石颗粒负载p53基因对肝癌干细胞的抑制效果,采用化学沉淀法制备羟基磷灰石,对其进行表征,并检测其生物相容性.通过成球培养法获得肝癌干细胞,用经聚乙烯亚胺(PEI)修饰的纳米羟基磷灰石颗粒(HP)负载p53基因(HP-p53)处理肝癌干细胞,用MTT法、hoechst 33258染色综合评估杀伤效果.结果表明:所制备的纳米颗粒主要成分和晶型为羟基磷灰石,呈短棒状,长径为20~50 nm,短径约为20 nm,并具有良好的生物相容性和降解性;HP-p53处理后的肝癌干细胞存活率显著下降;用Hoechst 33258染色观察到HP-p53处理后的肝癌干细胞细胞核出现高亮光斑,细胞密度降低,表明所制备的纳米羟基磷灰石负载p53基因对肝癌干细胞具有显著的抑制效果.【总页数】7页(P270-276)【作者】何欢;董文韬;郑娓诗;孔祥东;陈岑;解纯刚【作者单位】浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018;浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】Q279【相关文献】1.珊瑚羟基磷灰石负载含BMP-2纳米缓释微球体系促进人间、充质干细胞骨形成的研究 [J], 于鹏;纪志华;贾丙申;周立义;付昆2.负载辣椒碱的羟基磷灰石/二氧化硅复合纳米粒的制备及其药动学研究 [J], 余剑吟; 廖有武; 顾正清; 朱源3.负载盐酸阿霉素的羟基磷灰石玉米醇溶蛋白pH敏感性纳米载体的体内药效学研究 [J], 查丽琼;王蓓蕾;陈卫东;张彩云4.负载盐酸阿霉素的羟基磷灰石玉米醇溶蛋白pH敏感性纳米载体的体内药效学研究 [J], 查丽琼;王蓓蕾;陈卫东;张彩云5.钛纳米管负载米诺环素羟基磷灰石复合涂层的构建 [J], 高啟坤;吴明月因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
羟基磷灰石复合材料与骨组织工程研究进展
羟基磷灰石复合材料与骨组织工程研究进展刘晓南;张道海;何敏;秦舒浩;彭红英【摘要】羟基磷灰石(HA)是一种仿生无机生物材料,是骨骼的主要无机物组分,具有骨细胞诱导性以及生物活性,但HA力学性能和韧性差,利用聚合物对HA进行改性是克服HA缺点的有效方法.综述了原位聚合法、溶液分散法、共沉淀法、表面包覆法和表面接枝法等制备聚合物基HA复合材料的方法及在骨组织工程中的应用研究进展.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2019(031)002【总页数】4页(P60-63)【关键词】骨组织工程;羟基磷灰石;聚合物;复合材料;研究进展【作者】刘晓南;张道海;何敏;秦舒浩;彭红英【作者单位】贵州医科大学附属白云医院,贵州贵阳,550014;国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳,550014;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳,550002;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳,550002;国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳,550014;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳,550002;贵州医科大学附属白云医院,贵州贵阳,550014【正文语种】中文在骨科临床中由于先天畸形、外伤、骨髓炎或肿瘤切除等导致骨缺损的现象很常见[1],骨组织工程研究方向成为骨科及创伤外科研究学者关注的前沿课题与研究热点。
骨缺损在临床上一般采用人工骨材料填充缺损部位,填充时使用支架可降低骨缺损尺寸,有助于骨组织结构的修复重建[2]。
羟基磷灰石(HA)是人体骨骼的主要无机物组分,具有骨细胞诱导性以及生物活性,但HA的力学性能和韧性差,无法承载人体部位的重量,需要对HA进行增韧改性研究。
目前,以生物活性陶瓷和聚合物材料为基材的人工骨材料研究取得了较大进展,HA因生物相容性和活性好而广泛应用于骨组织工程的移植和修复,利用聚合物材料优异的韧性和强度等特点,制备聚合物基HA复合材料,可满足骨组织支架材料的使用要求[3],设计开发聚合物基HA复合材料成为骨组织工程的研究重点。
抗感染纳米羟基磷灰石局部药物缓释微球的研制及体外释药实验
抗感染纳米羟基磷灰石局部药物缓释微球的研制及体外释药实验王永峰;靳安民;魏坤;王旭东;汤善华;闵少雄【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2006(026)006【摘要】目的研制抗感染纳米羟基磷灰石(nano-HA)药物缓释微球,为骨髓炎的治疗提供一新型的局部药物缓释系统(DDS).方法采用nano-HA为载药核心载体,外包裹生物相容性好且可降解的聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物/聚乙二醇(PHBV/PEG),承载硫酸庆大霉素(GM)制成nano-HA-PHBV/PEG-GM缓释微球,研究其结构及体外释药特性.结果微球具有明显缓释作用,90mgDDS体外释放实验显示第1天释放量为165.2μg/mL,其后下降并以较低水平稳定释放,维持有效释药时间在28 d以上.结论抗感染nano-HA药物缓释微球具有良好的体外缓释作用,有广泛的应用前景.【总页数】3页(P754-756)【作者】王永峰;靳安民;魏坤;王旭东;汤善华;闵少雄【作者单位】南方医科大学珠江医院骨科中心,广东,广州,510282;南方医科大学珠江医院骨科中心,广东,广州,510282;华南理工大学材料学院,广东,广州,510641;华南理工大学材料学院,广东,广州,510641;南方医科大学珠江医院骨科中心,广东,广州,510282;南方医科大学珠江医院骨科中心,广东,广州,510282【正文语种】中文【中图分类】R912;TQ467【相关文献】1.纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料作为克林霉素缓释载体抗感染力的实验研究 [J], 刘冰;陈鹏;施晓莉2.网孔型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合血管内皮细胞生长因子缓释微球治疗早期股骨头缺血坏死的实验研究 [J], 陈诚;梁熙;黄伟;胡宁;尹世杰;杨明明3.珊瑚羟基磷灰石负载含BMP-2纳米缓释微球体系促进人间、充质干细胞骨形成的研究 [J], 于鹏;纪志华;贾丙申;周立义;付昆4.载万古霉素缓释微球纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架联合自体红骨髓可修复慢性骨髓炎兔的骨缺损 [J], 向柄彦;李鹏;柏帆;周思睿5.PEG-PLGA载5-FU纳米缓释微球的制备及体外释药研究 [J], 王锡山;汤庆超;汤钧;林航因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米羟基磷灰石/硫酸钙复合人工骨顺铂缓释系统注射液的制备与研究
纳米羟基磷灰石/硫酸钙复合人工骨顺铂缓释系统注射液的制备与研究郑燕科;张春强;汤燕飞;余佳明;江摩;汤善华【摘要】目的:研制可注射α‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG顺铂释药系统,为骨转移瘤提供新型的局部药物缓释系统。
方法α‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG载顺铂制成可注射用α‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG cis‐platinum缓释微球,研究其结构、释药特性、可注射性以及力学性能。
结果(1)第1、3、5、7天缓释微球的释药浓度分别为97.5、90.7、83.2、68.5μg/mL ,第7天后趋于稳定。
(2)可注射α‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG顺铂释药系统在液固比为0.7时可注射性强,与此同时缓释药系统随着液固比的增大凝固时间延长。
结论α‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG顺铂释药系统具有良好的注射性能和缓释作用。
%Objective To research and prepare of α‐calcium sulfatehydrate(CSH)‐nano‐hydroxyapatite(HA)/PHBV‐PEG cis‐platinum drug release system to provide the new type local drug sustained release system for meta‐static bone tumor .Methods Cis‐platinum was loaded into n‐HA by the ion exchange method .The drug loaded n‐HA was mixed with CSH(1∶1)and coated with compomer poly(3‐hydroxybutyrate‐hydroxyvalerate)(PHBV)and poly‐ethylene glycol(PEG) .The injectableα‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG cis‐platinum sustained release microspheres were prepared .The release characteristics ,injectability and mechanical property were researched .Results (1) The drug release concentration ofthe sustained release microspheres on 1 ,3 ,5 ,7 d the cis‐platinum concentration was 97 .5 , 90 .7 ,83 .2 ,68 .5μg/mL respectively ,and then theconcentration trended to be stabilized .(2)When the liquid/solid ra‐tio was 0 .7 ,the injectableα‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG cis‐platinum drug delivery system has a strong injectability . At the same time the coagulation time was extended along with the increase of liquid/solid ratio .Conclusion Theα‐CSH‐nano‐HA/PHBV‐PEG cis‐platinum drug delivery system has the better in vitro releasing effect and injection property .【期刊名称】《检验医学与临床》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P19-21,25)【关键词】α-半水硫酸钙;顺铂;局部药物缓释系统【作者】郑燕科;张春强;汤燕飞;余佳明;江摩;汤善华【作者单位】解放军第184医院,江西鹰潭 335000;解放军第184医院,江西鹰潭 335000;解放军第184医院,江西鹰潭 335000;解放军第184医院,江西鹰潭335000;解放军第184医院,江西鹰潭 335000;解放军第184医院,江西鹰潭335000【正文语种】中文局部药物缓释系统(DDS)因其能在局部达到较高的药物浓度,同时血药浓度低,不良反应小,为治疗骨转移瘤提供了有效的治疗用途[1-3]。
珊瑚羟基磷灰石材料对富血小板血浆诱导培养人骨髓基质干细胞成骨特性的影响
珊瑚羟基磷灰石材料对富血小板血浆诱导培养人骨髓基质干细胞成骨特性的影响张洪涛;刘康;蔡道章;曾毅军【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2008(012)045【摘要】背景:前期实验中发现富血小板血浆能有效促进人骨髓基质干细胞的增殖及诱导分化,且对细胞的生物学特性无明显影响.目的:拟进一步验证富血小板血浆诱导培养的人骨髓基质干细胞与珊瑚羟基磷灰石材料复合后对细胞生长的影响.设计、时间及地点:单一样本观察,于2007-10/2008-04在中山大学实验室完成.材料:YHJ500珊瑚羟基磷灰石材料:多孔,孔隙相通,孔径范围280-370 μm,平均325μm.方法:抽取6名健康志愿者自体外周静脉血获取富血小板血浆.采用密度梯度离心法获取健康志愿者骨髓间充质干细胞.将由富血小板血浆传代培养的人骨髓基质干细胞按照5×106的浓度与YHJ500珊瑚羟基磷灰石材料复合.主要观察指标:分别于第2,4,6,8天检测细胞形态学、与材料复合后细胞增殖、细胞微量蛋白及碱性磷酸酶含量.结果:与材料复合培养的人骨髓基质干细胞复合后,12-24 h可见到细胞开始与材料黏附,随时间延长材料表面黏附细胞增多,材料周边细胞增殖速度及形态未受到明显影响.细胞微量蛋白含量与碱性磷酸酶测定显示单纯细胞培养组与细胞材料复合培养组人骨髓基质干细胞的细胞微量蛋白水平无明显差异,且均随时间的延长而增加.结论:富血小板血浆诱导培养的人骨髓基质干细胞生物学特性无明显变化,其与YHJ500珊瑚羟基磷灰石材料生物相容性好,YHJ500珊瑚羟基磷灰石材料适合作为组织工程的支架材料.【总页数】4页(P8815-8818)【作者】张洪涛;刘康;蔡道章;曾毅军【作者单位】中山市人民医院骨科,广东省中山市,528403;中山大学附属第三院骨科,广东省广州市,510000;中山市人民医院骨科,广东省中山市,528403;中山大学附属第三院骨科,广东省广州市,510000;中山市人民医院骨科,广东省中山市,528403【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.富血小板血浆诱导兔骨髓基质干细胞向成骨细胞的分化 [J], 张黎龙;路磊;张学利;田融2.富血小板血浆诱导人骨髓基质干细胞的体内异位成骨 [J], 张洪涛;王金军;刘康;蔡道章;曾毅军;蔡荣辉;陈尔东;何志勇;余新平;安宁3.自体富血小板血浆替代动物血清体外诱导培养人骨髓基质干细胞的实验 [J], 张洪涛;覃承河;陈滨;金丹;魏宽海;裴国献4.可注射组织工程材料壳聚糖-β-磷酸三钙/富血小板血浆对体外培养骨髓基质干细胞增殖的影响 [J], 程文俊;金丹;裴国献;曾宪利;刘华;周长忍;相大勇5.纳米羟基磷灰石/胶原对富血小板血浆促进骨髓基质干细胞成骨向分化的影响 [J], 王程越;姚玉胜;艾红军;崔福斋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
人胎盘间充质干细胞复合多孔羟基磷灰石支架的体内异位成骨效果
人胎盘间充质干细胞复合多孔羟基磷灰石支架的体内异位成骨效果赵倩;陈争晖;青薇;黄丽娟;牟雁东;任小华【期刊名称】《川北医学院学报》【年(卷),期】2018(033)001【摘要】目的:探讨多孔羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)支架作为人工骨替代材料的异位成骨效果.方法:将人胚胎间充质干细胞与多孔HA支架混合培养7 d,取出细胞支架复合体移植入比格犬背肌内为实验组,同时植入未与细胞共培养的多孔HA 支架于比格犬背肌内为对照组,在植入第12周时取出体内异位成骨组织进行成骨效果检测.结果:植入第12周时的异位成骨组织内均有新生血管形成,新生骨组织实验组明显多于对照组.结论:多孔HA支架在体内有很好的异位成骨能力,人胚胎间充质干细胞能促进新骨的形成.%Objective:To explore the ectopic osteogenesis effect of the porous hydroxyapatite (HA) scaffolds as the artificial bone substitute materials.Methods:Cultured human placenta derived mesenchymal stem cells with porous HA scaffolds for 7 d,cell-scaffold composite were taken out to implanted in the beagle's back muscles as the experimental group,and implanted blanket porous HA scaffolds in the beagle's back muscles as the control group,respectively remove the ectopic osteogenesis organization at 12 weeks after implantation,then detected the osteogenesis effect of the ectopic ossification organizations.Results:Implanted at 12 weeks there had new blood supply in the ectopic ossification organizations,and the experimental group newbone tissue significantly greater than the controlgroup.Conclusions:Porous HA ceramic scaffolds have good ectopic bone formation in vivo,and human placenta mesenchymal stem cells can promote the formation of new bone.【总页数】4页(P33-36)【作者】赵倩;陈争晖;青薇;黄丽娟;牟雁东;任小华【作者单位】西南医科大学口腔医学院,四川泸州 646000;西南医科大学口腔医学院,四川泸州 646000;西南医科大学口腔医学院,四川泸州 646000;西南医科大学口腔医学院,四川泸州 646000;西南医科大学口腔医学院,四川泸州 646000;四川省人民医院,四川成都 610000;四川省人民医院,四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】R318.08【相关文献】1.微渠表面多孔羟基磷灰石支架体内异位成骨性的研究 [J], 吕欣荣;温永梅;伍佳;牟雁东2.多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架材料复合成骨细胞的异位成骨研究 [J], 陆钰;王鑫;甘朝兵;赵玫;储岚岚;康林;吴海珍3.脂肪间充质干细胞混合成骨细胞与羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合后的体内异位成骨效应 [J], 田学涛;王显勋;王小伟4.聚左旋乳酸多孔支架材料复合人脐带间充质干细胞的异位成骨 [J], 隋杰;李志忠;孙国栋;焦根龙;李立华;周长忍5.脂肪间充质干细胞混合成骨细胞与羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸复合后的体内异位成骨效应 [J], 田学涛;王显勋;王小伟;;;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用★
纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用★张欣;孙红【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2012(000)034【摘要】10.3969/j.issn.2095-4344.2012.34.027% 背景:羟基磷灰石是骨组织工程公认的骨修复替代材料,而纳米羟基磷灰石具有与天然骨更为相似的结构特征。
目的:介绍纳米羟基磷灰石及其复合物的制备方法及特点,了解其在骨缺损修复中的应用情况。
方法:以“Nano-hydroxyapatite,bone defects,bone tissue engineering”为检索词,检索Pubmed数据库;以“纳米羟基磷灰石,骨缺损,骨组织工程”为检索词,检索CNKI数据库。
文献检索语种限制为英文和中文。
纳入纳米羟基磷灰石修复骨缺损的研究,纳米羟基磷灰石与一种或两种以上复合材料修复骨缺损的研究,以及骨组织工程中纳米羟基磷灰石研究的文章。
最终纳入29篇符合标准的文献。
结果与结论:纳米羟基磷灰石可促进新骨形成,且新骨形成量大,具有较好的生物降解性、骨引导性。
与天然或非天然材料复合,克服了自身脆性和弱的机械性等缺点,可以加速骨界面愈合。
目前研究证实纳米羟基磷灰石在骨缺损的修复中发挥重要的作用,与其他材料复合后将有助于骨缺损的治疗,制备出特定功能的纳米仿生智能材料将是骨组织修复材料的未来发展方向。
【总页数】4页(P6403-6406)【作者】张欣;孙红【作者单位】河北联合大学病理教研室,河北省唐山市063000;河北联合大学病理教研室,河北省唐山市063000【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/富血小板血浆复合物修复兔股骨中段骨缺损的实验研究 [J], 卢旻鹏;王群波;董靖;曹春风;邱皓;朱水涛;刘佐忠;焦春艳2.羟基磷灰石/凝胶纳米复合物修复兔颅骨缺损的影像学评估 [J], 耿海霞;郭秀娟;钱君荣;封伟3.羟基磷灰石/凝胶纳米复合物修复兔颅骨缺损的影像学评估 [J], 耿海霞;郭秀娟;钱君荣;封伟;4.碱性成纤维细胞生长因子复合纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物修复兔桡骨缺损★ [J], 蒋斌;杨锋;刘志坤5.纳米羟基磷灰石及其复合物修复骨缺损的研究与应用 [J], 张欣;孙红因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纳米羟基磷灰石复合支架材料的研究与应用
纳米羟基磷灰石复合支架材料的研究与应用张金鹏;汤逊【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2011(015)042【摘要】背景:羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术,但脆性大限制了其在承载部位骨替换中的应用.目的:对纳米羟基磷灰石复合支架材料的研究现状与进展进行综述.方法:分别以英文检索词"nano-hydroxyapatite(nano-HA),composites";中文检索词"纳米羟基磷灰石,复合材料",应用计算机检索中国期刊网全文检索库(CNKI)及PubMed数据库1995-01/2010-10 有关文章,纳入纳米羟基磷灰石复合材料的文献.排除与研究目的无关和内容重复者.保留33篇文献做进一步分析.结果与结论:随着纳米技术的发展,纳米羟基磷灰石复合支架材料中复合成分得以不断优化,能比较好的模仿天然骨和细胞外基质的结构特点,证明了其优越性,但仍需要进一步优化制备方法,增强纳米羟基磷灰石和生物高分子界面的结合,使复合材料的力学、加工性能和生物性能达到最佳契合点,从而达到临床使用的要求.%BACKGROUND: Hyd roxya patite has been widely used as reconstructive and prosthetic material for osseous tfesue, owing to rfeexcellent bio compatibility and bio activity. But, its brittle ness is one of the most serious obstacles for its w id e r a p p lie ati o ns asload-bearing implants.OBJECTIVE: To review various hyd roxya patite composites and the research progress in this field.METHODS: Articles weresearched in PubMed database (1995-01/2010-10) and CHKI Database (1995-01/2010-10) with tiekeywords of "nan o-hydroxy apatite, composites" in English and Chinese, respectively. Repetitive studies and n o n-relevantstudieswere excluded. And 33 papers were included in result analsysis.RESULTS AND CONCLUSION: With the development of nanotechnology, components of na n o- hyd roxya patite composites areoptimized. Experimental results have showed their s uperiority that nano-hydroxyapatite composites could mimic natural bone andextracellular matrrx well. Simultaneously, the preparation method needs further optimization, the combination betweenna no-hydroxy apatite and polymer need to be improvedso as that n an o-hyd roxya patite composites havethe best mechanicalproperty, best processabilrty and best biological property, then meeting the requirements of clinical applications.【总页数】5页(P7887-7891)【作者】张金鹏;汤逊【作者单位】解放军成都军区昆明总医院,昆明医学院临床学院,全军骨科中心,云南省昆明市,650032;解放军成都军区昆明总医院,昆明医学院临床学院,全军骨科中心,云南省昆明市,650032【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米结构组织工程支架材料的制备与表征 [J], 彭文娟;宋国君;汪学军2.纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米结构组织工程支架材料的制备与表征 [J], 彭文娟;宋国君;汪学军3.壳聚糖微球/纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果:与单纯纳米羟基磷灰石/聚乳酸-羟基乙酸支架、壳聚糖微球的比较 [J], 许尧祥;李亚莉;陈立强;于佳友;孙健4.3D打印成型纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯三元复合支架材料的构建及表征[J], 余和东; 张丽; 夏凌云; 毛敏; 倪小兵; 冷卫东; 罗杰5.3D打印成型纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚己内酯三元复合支架材料的构建及表征[J], 余和东; 张丽; 夏凌云; 毛敏; 倪小兵; 冷卫东; 罗杰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
掺钽羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响
掺钽羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响路荣建;贺慧霞;鄂玲玲;张桂兰;宁成云;刘洪臣【期刊名称】《中华老年口腔医学杂志》【年(卷),期】2017(15)6【摘要】Objective:To study the effect of tantalum-substituted HA coating on the attachment and proliferation of mesenchymal stem cells,which provide experimental basis for the design and application of dental implant coating materials.Methods:Tantalum-substituted HA coatings were prepared on titanium using atmospheric plasma spraying.The surface topography,composition,roughness and contact angle of tantalum-incorporated HA coating were characterized.Then the adhesion,spread and proliferation of rat bone mesenchymal stem cells were investigated by cells counting,electron microscopic observation and MTTassay.Results:Tantalum-substituted HA coatings have a porous structure,with higher surface roughness and hydrophilicity.The addition of tantalum dramatically increased the bonding strength of HA coating to titanium substrate.There are more cells attaching on tantalum-substituted HA coatings compared to titanium,which spread well and have a higher proliferation activity.Conclusion:Ta-substituted HA coating prepared by atmospheric plasma spraying has good cytocompatibility,and could promote the attachment and proliferative activity of mesenchymal stem cells.%目的:评价掺钽羟基磷灰石涂层对骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响,为新型种植体表面涂层的设计及应用奠定实验基础.方法:采用大气等离子喷涂技术在纯钛表面制备掺钽羟基磷灰石涂层复合涂层,利用扫描电镜、X线衍射仪和接触角测量仪表征其表面特性,通过细胞计数、细胞形态及MTT法考察大鼠骨髓间充质干细胞在涂层表面的粘附和增殖情况.结果:掺钽羟基磷灰石复合涂层呈多孔隙结构,具有较高的粗糙度和亲水性.钽的掺杂显著提高了羟基磷灰石与钛基体的结合强度.与钛相比,掺钽羟基磷灰石涂层表面粘附的细胞数目更多,细胞伸展良好,且具有较高的增殖活性.结论:等离子喷涂掺钽羟基磷灰石复合涂层具有良好的细胞相容性,能够促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖.【总页数】7页(P321-327)【作者】路荣建;贺慧霞;鄂玲玲;张桂兰;宁成云;刘洪臣【作者单位】军事科学院军事医学研究院附属医院口腔科北京100071;解放军总医院口腔科北京100853;解放军总医院口腔医学研究所北京100853;解放军总医院口腔医学研究所北京100853;华南理工大学材料科学与工程学院广州 510641;解放军总医院口腔医学研究所北京100853【正文语种】中文【中图分类】R783【相关文献】1.纳米晶胶原基骨/血管内皮生长因子缓释支架对人骨髓间充质干细胞体外粘附增殖的影响 [J], 徐晓峰;刘小平;陈静家;李阳;钱栋;张志坚;刘进炼2.RGD多肽修饰的改性PLGA仿生支架材料对骨髓间充质干细胞粘附、增殖及分化影响的研究 [J], 李长文;郑启新;郭晓东;全大萍;赵洁3.纤维粘连蛋白修饰的多孔PLGA对大鼠骨髓间充质干细胞粘附和增殖的影响 [J],周峰;任永信;范卫民4.Ⅰ型胶原修饰微球对骨髓间充质干细胞粘附增殖及成骨行为的影响 [J], 竺鑫晨; 刘俊; 严佳; 胡克; 陈刚; 刘梅; 章非敏5.聚多巴胺仿生掺锶羟基磷灰石涂层的制备及对骨髓间充质干细胞生物学特性的影响 [J], 孙仪庭;陈思悦;陈昱;王天鸽;周志捷;林开利;刘加强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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中国骨质疏松杂志 2019 年 2 丿| 第 25 卷第 2 期 Chin J Omwporx, Februur 、2019, \ ol 25 . W. 2152Published online www.wanfan 吕( (h )i : 10. 3969/j.issn. 1006-7108. 2019. ()2.003-论著-珊瑚短基磷灰石负载含BMP-2纳米缓释微球体系 促进人间充质干细胞骨形成的研究于鹏 纪志华**贾丙申 周立义 付昆基金项目:国家自然科学基金(81260271)* 通信作者:纪志华,Email :983744125@海南医学院第一附属医院关节创伤外科.海南海口 570102中图分类号:R336 文献标识码:A 文章编号:1006-7108(2019) 02-0152-04摘要:目的 探讨珊瑚轻基磷灰石负载含骨形态发生蛋白-2 (bone morphogenetic protein-2,BMP-2)纳米缓释微球体系在促进 人间充质十细胞(human mesenchymal stem cells, hMSCs)骨形成中的作用 方法 丛骨移植患考中收集h.MSCs,分离培养后使用BMP-2纳米微球作为载体,装载到珊瑚轻基磷灰石(coral hydroxyapatite , CH A )支架上 将CHA ・BMP ・2・hMSCs 与CHA-hMSCs 分别植入两组小鼠的L4和L5横向软组织中,10周后检测小鼠碱性磷酸酶(alkaline phosphatase , ALP )活性,通过Western blot 检测Runx2蛋白与骨桥蛋白表达水平,通过显微镜观察骨质生长情况 结果 CH A-BMP-2-hMSCs 小鼠的支架上骨组织覆盖面积显著大于CHA-hMSCs 小鼠,ALP 活性显著高于非缓释组小鼠,骨钙素,Runx2蛋门与骨桥蛋白表达水平高于非缓释组小鼠,结论 CHA-BMP-2-hMSCs 缓释系统有利于在较长时间内诱导骨形成关键词:珊瑚羟基磷灰石;人骨形态发生蛋白2;人间充质干细胞;对照研究;动物实验Study on the bone formation of human mesenchymal stem cells by coral hydroxyapatite loadedwith BMP-2 nanoscale microspheresYU Peng, JI Zhihua * , JIA Bingshen, ZHOU Liyi, FU KunDepartment of Traumatic Surgery, the First Affiliated Hospital of Hainan Medical University , Haikou 570102, China * Corresponding author : Ji ZH , Email : 983744125@ Abstract : Objective To investigate the role of coral-hydroxyapatite-loaded BMP-2 nano-release microspheres in promoting bone formation of human mesenchymal stem cells. Methods Human mesenchymal stem cells ( MSCs ) were collected from bone transplant recipients. After isolation and culture , bone morphogenetic protein-2 ( BMP-2) was loaded onto coral hydroxyapatite (CHA ) scaffolds. The CHA-BMP2-hMSCs and CHA-hMSCs were implanted into L4 and L5 transverse soft tissues of mice ,respectively. After 10 weeks , alkaline phosphatase ( ALP ) activity in mice was detected , Runx2 protein and osteogenic protein expression were detected by Western blot , and bone growth was observed using microscope. Results Compared with CHA- hMSCs ,the ALP activity of the sustained-release mice was significantly higher than that of the non-sustained-release mice , and theosteocalcin , Runx2 and osteopontin levels were higher than those of the non-sustained release group mice. Conclusion CHA- BMP2-hMSCs sustained release system is conducive to induce bone formation in a long time.Key words : coral hydroxyapatite ; human bone morphogenetic protein 2 ; human mesenchymal stem cells ; control study ; animal experiment骨移植手术中.自体骨是最有效的材料.但将其 用于修复骨缺损或脊柱融合术中存在造成取骨供体 部位创伤及骨量有限因素限制。
自体或同种异体骨 可常规应用于促进骨再生「,但供体骨来源同样有限,且具有病原体感染和排异的潜在风险。
人工骨的研究和使用解决了这个问题.而珊瑚轻基磷灰石 (coralline hydroxyapatite , C H A )人工骨的研究是其 中的热点:骨髓间充质干细胞(bone marrowmesenchymal stem cells , BMSCs )具有广泛的骨形成 潜能',鉴于难以评估其在人体内的成骨潜能,之前多采用的是免疫功能低下的动物系统进行实验研究'•例如小鼠等模型系统在此类实验中被广泛使用,免疫缺陷小鼠的MSCs 发育形成成熟的骨组织中国骨质疏松杂志2019年2月第25卷第2期Chin J Osteopoms.February2019,Vol25,No.2153是一个长期的过程,其形成极有可能依赖于细胞生存环境的稳定。
相关研究表明4.通过培养使得MSCs形成异位骨组织,可以成功将其植入免疫缺陷小鼠体内。
然而仅仅在2周内就基本被机体清除,无法得到长期的保留与发育。
可据此推测,成骨细胞移植到免疫缺陷小鼠体内后无法维持发育的原因是小鼠体内环境不适宜该细胞生长发育,因为人类成骨细胞的发育需要特定生长因子,而小鼠缺乏.因而导致宿主巨噬细胞和其他免疫细胞增生为特征的炎症反应,引起广泛的异位骨吸收。
本研究旨在通a CHA负载含BMP-2纳米缓释微球体系促进MSCs分化成骨。
1材料与方法1.1材料本研究使用的CHA的孔径和表面结构参考以往同类研究,购自北京创意生物工程新材料有限公司。
BMP-2购自上海喋歳达实业有限公司。
聚乳酸-轻基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA](50:50)购自北京沃海环球科技有限公司(阿波罗试剂)。
甲醛.Triton XI00,丙酮、甲醇、磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution,PBS)、牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)、甲苯胺蓝染色均购自上海生工公司。
从自脊柱融合的骼骨移植术后患者抽取10ml.骨髓,采用无菌肝素抗凝的注射器盛装,用以制备MSCs。
患者对本研究均知情同意,并签署骨髓捐赠知情同意书,本研究获得医院伦理委员会批准。
1.2方法1.2.1MSCs分离与培养:每个骨髓样品用PBS洗涤3次,保留沉淀与上清液5mL,采用密度梯度离心,从1.073g/mL的密度界面分离出目的细胞,将细胞重悬并接种于T-75烧瓶中,每瓶2x10'个。
培养液中含有20%胎牛血清(FBS)和抗生素的达尔伯克改良伊格尔的中低葡萄糖(DMEM-LG;Gibco, Grand Island.NY),培养箱环境为37°C,5%C02O连续培养7d后更换培养基,加入青霉素(100mL)和链霉素(100mg/mL)。
同时除去未贴壁细胞。
MSCs作为对称集落生长,用0.05%胰蛋白酶(郑州奇雅化工产品有限公司)处理10-14d后传代并接种到新瓶内。
1.2.2制备BMP-2并载到CHA±的过程:采用水-油-水方式制备BMP-2缓释微球的PLGA。
将200 mg PLGA溶解在1mL二氯甲烷中,混匀后加入1mg BSA作为BMP-2的载体。
配比为BSAlmg+ rhBMP-220g,去离子水200“L。
将整个混合物用超声波发生器(Microson TM Ultrasonic Cell Disruptor,NY)在2W的冰水浴中超声处理1min (静止10s,静止10s)以形成初级水油乳液,室温下用1%聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol PVA)10mL溶液以6500r/min的转速均质化30s。
将所得的乳液在搅拌下倒入1%PVA90mL溶液中3h以蒸发有机溶剂。
所得的PLGA微球体用蒸懈去离子水洗涤3次,并通过以2000r/min离心(Beckman Coulter, Allegraxl2R,USA)进行收集。
将微球体冻干(Edwards Modulyo,Crawley,England)过夜,即为CHA-BMP-2-hMSCs成品冷冻保存待用。
将BMP-2包封的微球体悬浮在具有CHA的溶液中.涡旋混匀确保微球体能够渗入CHA中的200多孔通道。
通过超声处理将微球悬浮于0.02%吐温80t的水溶液中10min。
通过溶剂萃取法测定BMP-2在PLGA微球中的包封率,将rhBMP-2包封的微球体溶解在2mL二氯甲烷中,后加入0.1mol/L PBS5mL。
使用IKA微型反应器(MS2,IKA works Inc.,USA)以2500r/min转速将混合物涡旋I min,37°C温育将BMP-2从有机相中萃取至水相,1000r/min振荡2h。