纳米羟基磷灰石-氧化锌复合支架生物性能及对MC3T3-E1成骨细胞行为的影响

作者：刘子璇; 李岩; 伋琳; 夏德林^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 27(34): 5441-5447.

• 羟基磷灰石
• 氧化锌
• 骨组织工程
• 支架
• 骨再生
• 甲壳素凝胶

背景：有研究发现，在纳米羟基磷灰石中掺杂金属离子锌可改善纳米羟基磷灰石的力学性能。目的：探讨含不同质量分数氧化锌的纳米羟基磷灰石陶瓷支架的生物性能，以及对MC3T3-E1成骨细胞的生物学行为的影响。方法：应用甲壳素凝胶体系制备含有不同质量分数(0%,0.5%,1.5%,2.5%,3.5%)氧化锌的纳米羟基磷灰石陶瓷支架，表征支架的物理性能。将5组纳米羟基磷灰石-氧化锌复合支架分别与MC3T3-E1成骨细胞共培养，分别进行Calcein-AM/PI活死细胞染色、CCK-8细胞增殖实验、CellTiter-LumiTM发光实验、碱性磷酸酶活性检测、茜素红染色及钙离子定量分析。结果与结论：(1)扫描电镜下可见纳米羟基磷灰石-氧化锌复合支架表面具有三维贯通的孔隙，复合支架的孔径大小均匀，孔径范围在300-400μm，孔隙率均在70%以上；随着氧化锌质量分数的增加，复合支架的抗压强度逐渐升高。(2)Calcein-AM/PI活死细胞染色显示，5组支架均无明显的细胞毒性，其中2.5%组细胞存活率高于0%组(P <0.05)。CCK-8细胞增殖与CellTiter-LumiTM发光实验实验显示，各组细胞增殖及活性由强到弱的顺序为：2.5%组> 1.5%组> 0.5%组> 0%组> 3.5%组。各组细胞碱性磷酸酶活性由高到低的顺序为：2.5%组> 1.5%组> 3.5%组>0.5%组>0%组。茜素红染色与钙离子定量分析显示，各组细胞矿化结节形成能力由强到弱的顺序为：2.5%组>1.5%组>0.5%组>3.5%组>0%组。(3)结果表明，氧化锌的掺杂提高了纳米羟基磷灰石支架的力学性能，可促进成骨细胞的增殖与分化，其中掺杂质量分数2.5%氧化锌的复合支架促成骨细胞增殖和分化能力最佳。

• 单位
  重庆医科大学附属第二医院; 泰州职业技术学院; 西南医科大学