抗菌-成骨雙效活性引導骨組織再生膜的制備與評價.pdf

1、目的:引導骨組織再生膜(Guided Bone Regeneration，GBR)目前廣泛應用于種植體周圍的骨缺損修復、牙周病的治療及其它骨折、骨缺損修復，通過其物理屏障功能將病損區(qū)與周圍組織隔離，創(chuàng)造一個有利于組織愈合、相對封閉的組織環(huán)境，避免軟組織的長入且保護新形成的骨組織。在種植體修復治療中，往往由于種植體頸部菌斑堆積等引發(fā)種植體周圍炎，而目前臨床常用的GBR膜無抗菌活性，限制了其臨床應用。因此，本研究采用靜電紡絲技術制備具有抗菌

2、、成骨雙效活性的膠原/殼聚糖GBR膜，在隔離、引導成骨的同時具有長效抗菌性能。
　　方法:一、抗菌/成骨雙效GBR膜的制備和表征
　　通過靜電紡絲技術制備明膠/殼聚糖納米纖維膜及明膠/殼聚糖/納米羥基磷灰石(Nano Hydroxyapatite，nHA)納米纖維膜，利用靜電噴霧技術制備PLGA載藥微球載入抗菌成分—抗菌肽PAC-525，運用層層電紡技術將二者復合，得到具有抗菌、成骨雙效活性的引導骨組織再生膜，對其進行掃描電

3、子顯微鏡(SEM)觀察形貌并測量其纖維直徑(Fiber diameter)、測定其機械力學性能(Mechanical test)、水接觸角(WCA)以表征理化性能。使用IBM SPSS Statistics20統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。
　　二、生物相容性及成骨性能
　　體外培養(yǎng)大鼠骨髓間充質干細胞(r-BMSC)接種于材料上1、4、7天，利用CCK-8(Cell Counting Kit-8)試劑盒測其OD值以評價材料細胞毒

4、性，并進行掃描電子顯微鏡(SEM)、激光掃描共聚焦顯微鏡(laser scanning confocalmicroscopy，LSCM)觀察，觀察細胞于材料上形貌特征及其增殖情況，同時對種植于材料表面的r-BMSC誘導14天，測其堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)活性以評價其成骨活性。
　　三、體外抗菌實驗
　　將材料剪裁成1cm*1cm標準尺寸置于磷酸鹽緩沖溶液(phosphate buffer

5、saline,PBS)中37℃、60rpm搖浴31天，定期半量取出上清液測其濃度以繪制其釋放曲線，并取其第一周、第四周釋放上清液測其抑菌環(huán)大小和抑菌率值以評價其對微生物的殺滅效果。
　　結果:一、抗菌/成骨雙效GBR膜的制備和表征
　　掃描電子顯微鏡觀察顯示通過靜電紡絲技術和靜電噴霧技術相結合的方法可制備出形貌優(yōu)良的納米纖維雙層膜結構，利用SEM圖測量其纖維直徑，顯示無nHA組纖維直徑范圍為35.71-928.57nm(35

6、8.93±173.81nm)，加入nHA組纖維直徑范圍為106.19-1008.85nm(408.67±196.57nm)，nHA的加入顯著增加了纖維直徑（P＜0.05，兩者有統(tǒng)計學差異），對其進行機械力學測量示無nHA組未交聯時其模量為3.15±0.57MPa，交聯后模量為5.11±0.96MPa，加入nHA組未交聯時其模量為4.97±2.43MPa，交聯后模量為7.22±1.49MPa，nHA的加入使其模量顯著提高（P＜0.05，兩

7、者有統(tǒng)計學差異），交聯劑的引入使其模量進一步提高（P＜0.05，兩者有統(tǒng)計學差異）。水接觸角測試結果顯示無nHA組WCA為73.17±1.22°，加入nHA組WCA為69.53±0.31°，nHA的加入使其接觸角顯著降低（P＜0.05，兩者有統(tǒng)計學差異），顯示了更好的親水性。
　　二、生物相容性及成骨性能
　　CCK-8、SEM、LSCM結果顯示r-BMSC能在材料上生長良好，材料無細胞毒性，能促進細胞生長，ALP活性檢測顯

8、示nHA的加入使材料具有優(yōu)良的骨引導性能。
　　三、體外抗菌實驗
　　抗菌肽在材料中早期有一個快速釋放過程，其后經歷緩慢釋放，在體外釋放可達31天以上，且具有良好的緩釋效果，早期（1周）有明顯抑菌環(huán)，對大腸桿菌抑菌環(huán)直徑為94.61％，對金黃色葡萄球菌抑菌環(huán)直徑為95.08％，對細菌具有明顯殺滅作用，后期（4周）有一定抑菌環(huán)，對大腸桿菌抑菌環(huán)直徑為68.26％，對金黃色葡萄球菌抑菌環(huán)直徑為77.36％，對細菌增殖具有顯著抑制