纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜促进骨缺损修复OA

背景:相较于其他骨修复材料,静电纺丝膜兼具良好的细胞相容性和力学强度,这一系列优势拓展了它在药物递送和组织工程领域的应用潜力。目的:制备纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜,评价静电纺丝膜的体内外生物活性。方法:①利用静电纺丝机分别制备聚醚碳酸酯脲、纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜,表征2种静电纺丝膜的微观形态与水接触角。将大鼠骨髓间充质干细胞分别与聚醚碳酸酯脲、纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜共培养,以单独培养的细胞为对照,分别进行CCK-8、活死染色、骨架染色与EdU染色;成骨诱导后,分别进行碱性磷酸酶染色与茜素红染色。②将27只SD大鼠随机分为3组,对照组(n=9)构建直径为5mm的颅骨全层缺损后不进行任何处理,聚醚碳酸酯脲组(n=9)、纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲组(n=9)构建直径为5mm的颅骨全层缺损后分别植入聚醚碳酸酯脲-大鼠骨髓间充质干细胞支架、纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲-大鼠骨髓间充质干细胞支架,术后8周,分别进行颅骨Micro-CT分析、苏木精-伊红染色与Masson染色。结果与结论:①扫描电镜下可见两种静电纺丝膜均呈现出均匀的纤维结构,纤维表面光滑,并且纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜纤维直径更大且排列更为分散;两种静电纺丝膜的水接触角比较无明显差异,均具有良好的亲水性。CCK-8检测与EdU染色结果显示,两种静电纺丝膜均可促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖,其中纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜的促进作用更明显;活死染色和骨架染色显示,大鼠骨髓间充质干细胞在两种静电纺丝膜上形态良好且具有较高的活性。碱性磷酸酶与茜素红染色结果显示,两种静电纺丝膜均可促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化,其中纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜的促进作用更明显。②Micro-CT分析结果显示,两种静电纺丝膜均可促进大鼠颅骨缺损的修复,其中纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜的促进作用更明显。苏木精-伊红与Masson染色结果显示,相较于对照组,聚醚碳酸酯脲组、纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲组骨缺损处可见更多新生骨量,其中纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲组骨修复效果更好。③结果表明,纳米羟基磷灰石-聚醚碳酸酯脲静电纺丝膜具有良好的纤维结构和生物相容性,可促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖、成骨分化与骨缺损的修复。