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引导组织再生(guided tissue regeneration,GTR)材料是生物材料的重要组成部分,依靠机械屏障等作用,选择性地引导细胞向受损伤的部位附着、增生,可以达到组织修复目的。组织病损在修复过程的不同时期表现出不同的病理变化,引导组织再生材料应根据上述病理特点进行设计,以发挥其功能。
本研究在对胶原交联剂改良优化的基础上,设计并制备了一种具有双层疏密结构不同的胶原基材料,将载生长因子的壳聚糖—肝素纳米粒子引入该材料,制备了一种定向生长因子控缓释胶原基引导组织再生材料;考察了该材料在不同时间对模型蛋白的体外释放行为,并通过体外细胞培养实验,考察了复合材料的细胞相容性和复合生长因子的活性。研究内容及结果如下:
1)以D—核糖为交联剂,对胶原膜进行交联,经XPS,IR,AFM,SEM表征结果表明,D—核糖可以使胶原材料有效交联。D—核糖与甲醛交联胶原膜对Ⅰ型胶原酶的耐受性研究结果显示,二者耐受性相同。
2)采用两种不同质量比的壳聚糖和肝素制备了纳米粒子,对两种纳米粒子进行DLS、透射电镜和红外表征。结果表明,两种质量比的壳聚糖与肝素,都可以形成均匀的类球形纳米粒子,二者表面电位和粒径不同。将壳聚糖—肝素纳米粒子复合于冻干和风干已交联胶原膜材料之间,制备了胶原基复合材料,表面形貌表征显示,该材料两侧的疏松程度差异明显。
3)利用流池法,考察了复合材料在两种不同释放介质中内对模型蛋白HSA的释放行为。对50小时内蛋白释放量进行比较,结果表明,材料对HSA具有缓释作用,但在此释放时间范围内,释放介质的不同流向对释放方向没有显著影响,胶原酶释放介质对材料的释放速率有影响。
4)体外培养L929细胞,接种于复合和未复合bFGF胶原基双层引导组织再生材料以及交联的风干胶原膜表面,考察了种植后3天和5天时细胞的生长情况。结果表明,所有材料均具有良好的细胞相容性,材料对生长因子有一定的定向控制释放作用,所释放bFGF保持生物活性。
本研究对定向生长因子控缓释双层引导组织再生修复材料进行了初步研究,结果显示:所制备复合材料具有双层结构,材料细胞相容性良好,对于生长因子有一定的定向释放作用,所释放生长因子保持了生物活性,进一步的工艺优化和深入研究,有望使其成为一种胶原基引导组织再生新材料。