可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇复合水凝胶支架的性能评价

作者：刘印; 刘琴; 陈娇; 古先扬; 陈佳文; 马敏先^*

来源：中国组织工程研究, 2022, 26(27): 4308-4313.

• 组织工程支架
• 可注射水凝胶
• 海藻酸钠
• β-磷酸三钙
• 聚乙二醇
• 葡萄糖酸内酯

背景:可注射海藻酸钠水凝胶可以通过非侵入性或微创方式修复骨缺损,但力学性能欠佳,聚乙二醇基水凝胶具有弹性,将材料复合有望提高水凝胶支架的机械性能及细胞生物相容性。目的:探索葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇复合水凝胶的理化性能,以及对鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。方法:以葡萄糖酸内酯为交联剂,分别制备葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶(交联剂的浓度分别为5,10,20 g/L,依次记为A、B、C组)与葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙水凝胶(交联剂的浓度为10 g/L,记为D组),表征4组水凝胶的形态、机械性能与凝胶时间。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与4组水凝胶共培养,利用CCK-8法检测细胞增殖,Live/Dead荧光染色观察细胞存活情况,Ⅰ型胶原免疫细胞化学染色检测成骨分化情况。结果与结论:(1)扫描电镜下,A、B、C组可见类似黏结性的丝状结构,A组孔径分布不均匀,B组孔径分布均匀且孔隙率高,C组孔隙率高但孔径大小不一,D组孔径分布不均且孔隙率低。(2)理化性质:B组的压缩应力高于D组(P <0.05),并且随着交联剂浓度的增加,A、B、C组支架的压缩应力增强(P <0.05);压缩50%后水凝胶的大体观显示,压缩后D组有较大裂纹,B组仅有较小裂纹;A、B、C组凝胶时间随加入交联剂浓度的增加而缩短,B组凝胶时间较D组稍延长(P <0.05)。(3)CCK-8实验检测显示,A、B组的细胞增殖速率高于C组(P <0.05),B组高于D组(P <0.05);Live/Dead染色显示,各组细胞存活率均较高,但C组死细胞较其他3组多。(4)免疫细胞化学染色显示,A、B、D组细胞呈多角形,C组细胞部分呈圆形,B组绿色荧光强度较其他3组高,且细胞骨架和微丝的形态及细胞数量也优于其他3组。(5)结果表明,葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶具有良好的机械性能和稳定性,其中以10 g/L葡萄糖酸内酯制备的水凝胶能有效促进鼠骨髓间充质干细胞的增殖和分化。

• 单位
  贵州医科大学; 贵阳市口腔医院