甲基丙烯酸酐化明胶/明胶微球水凝胶支架生物相容性的评价

摘要

骨骼是一种高度血管化的组织，由于临床干预，疾病，突发事故等导致的骨缺损一直影响着人类生活质量。目前，临床上自体骨移植和同种异体骨移植这两种方法是治疗骨缺损的“金标准”。但是供区并发症以及疾病传播等风险使得这种“金标准”修复方法受到了一定的限制。近年来，骨组织工程得到了很好的发展。骨组织工程包括三大要素：生成骨组织的种子细胞，一些生长因子以及适合的骨组织工程支架。当前，合成支架的材料主要集中于一些天然衍生材料和合成的材料。其中天然材料明胶在骨组织工程应用比较广泛。 目的：明胶（Gelatin）被广泛应用于组织工程。但是，其固有的亚微米，或纳米结构严重制约了细胞的增殖和组织形成。为了解决这一问题，本研究基于明胶微球（gelatin microspheres，GMs）制备了甲基丙烯酸酐化明胶/明胶微球（GelMA-based gelatin microspheres hydrogel，GelMA-GMs）水凝胶支架，并检测其生物相容性。 方法：制备GelMA-GMs水凝胶支架。采用MTT法,溶血试验，活/死细胞染色，DAPI染色检测该支架与SD大鼠骨髓间充质干细胞（Bone marrowmesenchymal stem cells,BMSCs）的生物相容性。倒置相差显微镜下观察明教微球内部结构。PCR评价BMSCs在支架中成骨的效果。 结果：制备好的GelMA-GMs水凝胶支架,外观上呈乳白色。倒置显微镜观察BMSCs在支架浸提液中生长良好。MTT检测结果说明浸提液组和对照组的吸光度值无明显差异（P＞0.05），GelMA-GMs水凝胶支架细胞毒性等级为一级。溶血试验示GelMA-GMs水凝胶支架浸提液溶血率为1.23%（＜5%）。活/死细胞染色以及DAPI染色表明BMSCs在支架上增殖良好。倒置相差显微镜观察示GMs呈多空隙结构，微球直径约200um。PCR结果示封装在GelMA-GMs水凝胶支架的BMSCs在成骨诱导液的诱导下呈现良好的成骨分化。 结论：GelMA-GMs水凝胶支架具有良好的生物相容性，有望作为新型的骨组织工程材料。

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