复合锶离子光交联海藻酸盐水凝胶支架的机械和生物学性能

作者：赵德路; 铁朝荣; 王新; 朱怀安; 杨偲偲; 李晓保; 尹苗^*

来源：中国组织工程研究, 2019, 23(18): 2880-2887.

• 海藻酸钠
• 锶
• 光交联
• 光交联海藻酸盐水凝胶
• 骨组织工程
• 骨诱导
• 水凝胶支架
• 锶离子
• 支架机械性能

背景:光交联藻酸盐水凝胶以其良好的稳定性、可控性和生物相容性而备受关注,然而其作为骨组织工程支架仍存在不足之处,如强度不足、细胞黏附性能较差、缺乏骨诱导性等。目的:在光交联海藻酸盐水凝胶支架中复合锶离子,探究其机械和生物学性能变化。方法:在甲基丙烯酸酯化海藻酸盐形成光交联水凝胶后,分别浸泡于不同浓度(0,10,30,50,80,100 mmol/L)锶离子溶液中,制备携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶,测量其溶胀率、弹性模量,并用扫描电镜和能谱仪分析材料表面形态和元素。将MC3T3-E1细胞分别接种于不同浓度携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶表面,培养第4小时,Live/Dead染色观察细胞黏附情况;培养第3天,Live/Dead染色观察细胞伸展情况。结果与结论:①扫描电镜显示,随着引入锶离子浓度的升高,携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶的致密程度增加,孔径减小;②能谱仪检测显示,随着引入锶离子浓度的增加,携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶表面锶离子含量递增;③随着引入锶离子浓度的增加,携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶溶胀率呈逐渐降低的趋势,弹性模量呈逐渐升高的趋势;④随着引入锶离子浓度的提高,MC3T3-E1细胞在携锶离子光交联海藻酸盐水凝胶表面的早期黏附率呈递增趋势,细胞伸展越来越好;⑤结果表明,在光交联海藻酸盐水凝胶中引入锶离子,可提高其机械性能,促进细胞的黏附伸展。

• 单位
  武汉大学中南医院; 华中科技大学同济医学院