钛酸钡/聚乳酸复合压电薄膜材料对MC3T3-E1细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响

作者：代香林; 张文凤; 姚喜军; 商佳琪; 黄秋瑾; 任怡帆; 邓久鹏^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 27(03): 367-373.

• 引导性骨组织再生
• 压电材料
• 钛酸钡
• 聚乳酸
• 溶液浇铸
• 复合薄膜材料
• 电晕极化
• 压电性能
• 成骨分化

背景：有文献指出电刺激可以促进骨再生，具有生物电活性的压电材料可以应用于骨组织工程中。目的：研制一种能促进骨组织再生的压电薄膜材料，表征其对MC3T3-E1细胞黏附、增殖和成骨分化能力的影响。方法：以聚乳酸为原料，加入一定质量比例(0%,5%,10%,20%,30%,40%)的压电陶瓷钛酸钡，选择二氯甲烷为溶剂，通过溶液浇铸法制备钛酸钡/聚乳酸复合薄膜材料，电晕极化处理前后，表征其表面形貌、晶相构成、亲水性、压电性能，筛选出理化性能较优的材料。将极化处理前后的0%,20%钛酸钡/聚乳酸复合薄膜材料分别与MC3T3-E1细胞共培养，检测细胞的增殖、黏附与成骨分化能力。结果与结论：(1)扫描电镜、X射线衍射、水接触角实验及压电电常数检测结果显示，当加入20%的压电陶瓷钛酸钡时，极化处理的复合薄膜材料具有良好的理化性能，极化后压电常数d33达到(7.03±0.26) p C/N，处于骨组织正常压电范围；(2)CCK-8实验结果显示，培养第4天时，极化20%组细胞增殖活性高于未极化20%组(P <0.05)；培养第7天时，极化20%组细胞增殖活性高于空白对照组、未极化0%组和未极化20%组(P<0.05);(3)荧光显微镜与扫描电镜下可见，极化20%组细胞呈多边形且伪足明显，较未极化20%组、极化0%组和未极化0%组体现出更好的细胞黏附能力；(4)碱性磷酸酶活性检测结果显示，培养第4天时，极化20%组的碱性磷酸酶活性高于未极化0%组、未极化20%组(P<0.05)；培养第7天时，极化20%组的碱性磷酸酶活性高于未极化0%组、未极化20%组、极化0%组(P<0.05);(5)结果表明，钛酸钡/聚乳酸复合压电薄膜材料具有较好的压电性能和细胞相容性。

• 单位
  华北理工大学