复合N-乙酰半胱氨酸丝素蛋白磷酸钙骨水泥的理化性能及细胞毒性

作者：冯焘; 皮斌; 姜磊; 李斌; 陆英杰; 杨惠林; 朱雪松

来源：中国组织工程研究, 2016, 20(52): 7765-7772.

DOI：10.3969/j.issn.2095-4344.2016.52.002

• 磷酸钙类
• 丝素蛋白
• 半胱氨酸
• 组织工程
• 生物材料
• 骨生物材料
• 磷酸钙骨水泥
• N-乙酰半胱氨酸
• 抗压强度
• 细胞毒性
• 国家自然科学基金

背景:磷酸钙骨水泥具有骨传导性、可降解等显著优点,其水化产物羟基磷灰石为骨骼主要无机成分,然而其力学性能不足限制了在负重区域骨缺损修复的应用。目的:研制具有良好生物力学性能及生物相容性的磷酸钙复合骨水泥。方法:(1)配置含有不同浓度(0,10,25 mmol/L)N-乙酰半胱氨酸的6%丝素蛋白溶液,作为固化液;以α-磷酸三钙粉末为固体,按液固比0.4 mL:1 g制备含有不同浓度N-乙酰半胱氨酸的丝素蛋白磷酸钙骨水泥,同时设置α-磷酸三钙粉末与ddH2O混合为对照组。测定复合骨水泥的抗压强度、凝固时间,通过X射线衍射仪检测骨水泥晶体成分,扫描电镜观察骨水泥微观形貌;(2)将MC3T3-E1细胞接种于各组材料表面,24 h后扫描电镜观察细胞形态;(3)以各组材料浸提液培养MC3T3-E1细胞,1,3,5,7 d后检测细胞增殖,1,3 d后检测细胞培养基中乳酸脱氢酶含量。结果与结论:(1)X射线衍射和扫描电镜检测结果表明,各组材料中α-磷酸三钙的水化反应产物均为羟基磷灰石;(2)当N-乙酰半胱氨酸浓度为25 mmol/L时,材料的抗压强度最大,达(49.39±1.68)MPa,材料的初凝时间为(21.77±1.07)min,终凝时间为(31.88±1.69)min;(3)细胞在含有不同浓度N-乙酰半胱氨酸的丝素蛋白磷酸钙骨水泥表面的形态无明显差异;(4)含有不同浓度N-乙酰半胱氨酸的丝素蛋白磷酸钙骨水泥可促进细胞增殖,抑制乳酸脱氢酶分泌;(5)结果表明,N-乙酰半胱氨酸可显著提高丝素蛋白磷酸钙骨水泥的力学强度,具有良好的细胞相容性。

• 单位
  苏州大学附属第一医院