纳米改性聚己内酯微球的构建及对牙髓细胞的生物学效应

摘要

背景:聚己内酯具有良好的热稳定性、生物相容性、降解速率可调等优点,有作为组织工程支架应用于牙髓组织工程的潜能,但其亲水性和生物活性较差.目的:制备聚多巴胺及纳米羟基磷灰石改性的多孔聚己内酯(polycaprolactone-polydopamine-nano-hydroxyapatite,PCL-PDA-nHA)微球,探索其物理性能及对牙髓细胞增殖和矿化的影响.方法:采用双乳化法制备多孔聚己内酯微球,通过聚多巴胺进行表面改性,得到PCL-PDA微球,提高其亲水性和结晶能力;通过模拟体液在PCL-PDA微球表面原位形成纳米羟基磷灰石涂层(分反应7 d组与反应14 d组),得到PCL-PDA-nHA微球.通过扫描电镜、X射线光电子能谱技术和蛋白吸附实验检测各组微球的理化性质,通过溶血实验、凝血因子激活实验和血小板凝集实验检验各组微球的血液相容性.将4组微球分别与人牙髓细胞共培养,CCK-8法检测细胞增殖,碱性磷酸酶、茜素红与天狼星红染色分析微球的矿化诱导能力.结果 与结论:①扫描电镜显示,4组微球为均匀疏松的多孔结构,微球直径无明显差异,微球孔隙率为87.4％,孔隙直径在20-50μm之间;X射线光电子能谱显示,聚多巴胺和纳米羟基磷灰石有效修饰到聚己内酯表面;蛋白吸附实验显示,改性后的材料可增强血清白蛋白的吸附能力;②溶血实验显示,4组微球的溶血率在1％以下,不会造成明显的溶血;凝血因子激活实验显示,各组改性聚己内酯微球对凝血影响较小;扫描电镜显示,各组微球表面无明显的血小板聚集;③CCK-8检测显示,各组改性微球表面的细胞增殖均快于聚己内酯微球;④碱性磷酸酶、茜素红与天狼星红染色显示,各组改性微球的矿化诱导能力均强于聚己内酯微球,其中PCL-PDA-nHA-14 d微球与PCL-PDA-nHA-7 d微球的矿化诱导能力强于PCL-PDA微球;⑤结果表明,PCL-PDA-nHA纳米微球的血液相容性良好,可促进人牙髓细胞的增殖和矿化.