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目的:
制备粒径均一的载胰岛素聚乳酸羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)微球,观察不同条件的微球对骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cell,BMSCs)和种植体骨结合的影响。
方法:
通过SPG快速膜乳化法制备具有均匀的载胰岛素PLGA微球。取材培养人BMSCs并分为四组培养基:空白组,PLGA(微球组),Ins-PLGA(载胰岛素微球组)和Ins(胰岛素组),通过MTS、ALP、OCN和茜素红染色法观察BMSCs的体外增殖和成骨分化。建立兔颌骨下颌骨植入模型,通过Micro-CT和骨组织形态学分析测定植入物周围骨量占总组织体积的百分比(Bone Volume / Total Volume, BV / TV)和骨-种植体接触率(bone-implant contact ratio,BIC)。
结果:
制作的载胰岛素PLGA微球粒径均一(21.5±0.18μm,Span=0.63),载药率和包封率分别为3.2±0.21%和87.3±3.21%。微球表现出较低的初始释放(24小时内约17%),然后在接下来的45天内持续释放。将制备好的微球释放的上清液干预BMSCs,发现其对BMSCs的增殖和成骨分化有促进作用:在第3天后,Ins-PLGA组中的BMSCs数量和ALP浓度显著高于空白组和PLGA组。在第14天,Ins-PLGA组中的OCN表达水平显著高于空白组和PLGA组。在第21天,使用茜素红染色确认Ins-PLGA组的OD值显著高于空白组和PLGA组的OD值。兔下颌骨种植模型中,Micro-CT测得空白组,PLGA组,Ins-PLGA组和Ins组的BV/TV值分别为45.3±4.5%,46.3±6.3%,59.7±7.5%和61.2±7.0%。组织形态学分析中,空白组、PLGA组、Ins-PLGA组和Ins组的骨-种植体接触率(BIC)分别为47.3±3.5%,48.7±4.4%,67.3±4.1%和56.6±3.4%。两者均证实Ins-PLGA组的植入物骨结合的发生率优于空白组和PLGA组。
结论:
本研究使用SPG快速膜乳化法制作了粒径均一的载胰岛素PLGA微球,该微球可持续释放具有生物活性的胰岛素,其释放的胰岛素可在体外促进人BMSCs的增殖和成骨分化。在兔子下颌骨种植模型中,在种植体周围单次注射该胰岛素PLGA微球,可显著促进种植体周围的骨形成。
制备粒径均一的载胰岛素聚乳酸羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)微球,观察不同条件的微球对骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cell,BMSCs)和种植体骨结合的影响。
方法:
通过SPG快速膜乳化法制备具有均匀的载胰岛素PLGA微球。取材培养人BMSCs并分为四组培养基:空白组,PLGA(微球组),Ins-PLGA(载胰岛素微球组)和Ins(胰岛素组),通过MTS、ALP、OCN和茜素红染色法观察BMSCs的体外增殖和成骨分化。建立兔颌骨下颌骨植入模型,通过Micro-CT和骨组织形态学分析测定植入物周围骨量占总组织体积的百分比(Bone Volume / Total Volume, BV / TV)和骨-种植体接触率(bone-implant contact ratio,BIC)。
结果:
制作的载胰岛素PLGA微球粒径均一(21.5±0.18μm,Span=0.63),载药率和包封率分别为3.2±0.21%和87.3±3.21%。微球表现出较低的初始释放(24小时内约17%),然后在接下来的45天内持续释放。将制备好的微球释放的上清液干预BMSCs,发现其对BMSCs的增殖和成骨分化有促进作用:在第3天后,Ins-PLGA组中的BMSCs数量和ALP浓度显著高于空白组和PLGA组。在第14天,Ins-PLGA组中的OCN表达水平显著高于空白组和PLGA组。在第21天,使用茜素红染色确认Ins-PLGA组的OD值显著高于空白组和PLGA组的OD值。兔下颌骨种植模型中,Micro-CT测得空白组,PLGA组,Ins-PLGA组和Ins组的BV/TV值分别为45.3±4.5%,46.3±6.3%,59.7±7.5%和61.2±7.0%。组织形态学分析中,空白组、PLGA组、Ins-PLGA组和Ins组的骨-种植体接触率(BIC)分别为47.3±3.5%,48.7±4.4%,67.3±4.1%和56.6±3.4%。两者均证实Ins-PLGA组的植入物骨结合的发生率优于空白组和PLGA组。
结论:
本研究使用SPG快速膜乳化法制作了粒径均一的载胰岛素PLGA微球,该微球可持续释放具有生物活性的胰岛素,其释放的胰岛素可在体外促进人BMSCs的增殖和成骨分化。在兔子下颌骨种植模型中,在种植体周围单次注射该胰岛素PLGA微球,可显著促进种植体周围的骨形成。