载银纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合纳米纤维支架的制备及成骨抗菌性能

摘要

背景:骨组织具有自我更新重建并修复组织缺损的功能,然而当发生大面积严重的骨缺损时往往需要骨移植物或骨替代物来重建缺损,这就加大了植入物周围骨感染的风险.目的:制备出载有不同银浓度的纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合纳米纤维支架,确定既促进细胞增殖又具有抗菌特性的银浓度.方法:利用静电纺丝技术制备出载有不同银浓度(0,0.001,0.01,0.1 mol/L)的纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合纳米纤维支架,通过扫描电镜、能量色散光谱仪及透射电镜表征4组支架的微观形貌与元素组成.将MC3T3-E1成骨细胞与4组支架共培养,检测支架对细胞增殖与成骨分化的影响.将4组支架分别与金黄色葡萄球菌(ATCC25923)和大肠杆菌(ATCC25922)共培养,通过形成的抑菌圈和抑菌率观察支架的抗菌性能.结果与结论:①扫描电镜下可见,4组静电纺丝纳米纤维较为连续,直径较为均匀,电纺丝呈现网状结构,其中分散着大小各异的孔隙结构,随着支架中载银含量的增加,纳米纤维的直径逐渐增大.透射电镜下可见,载银支架纳米纤维上均匀分散着黑色的银纳米颗粒,颗粒的大小直径为(46±24) nm.②CCK-8实验显示,与未载银支架相比,载银0.001,0.01 mol/L的纳米纤维支架可促进成骨细胞的增殖,载银0.1 mol/L的纳米纤维支架抑制了成骨细胞的增殖.细胞核与细胞骨架染色显示,载银0,0.001,0.01 mol/L的纳米纤维支架有利于成骨细胞形态的伸展,载银0.1 mol/L的纳米纤维支架不利于成骨细胞形态的伸展.③碱性磷酸酶染色显示,载银0,0.001,0.01 mol/L的纳米纤维支架有利于成骨细胞的分化,载银0.1 mol/L的纳米纤维支架抑制了成骨细胞的分化.④抑菌圈实验显示,未载银支架无抗菌性能,随着支架中载银含量的增加,载银支架的抗菌性能增强.抑菌率实验证明载银量为0.01 mol/L的纳米纤维支架具有较强的抗菌活性.⑤结果表明,载银量0.01 mol/L的纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合纳米纤维支架既具有良好的生物学活性又具备优秀的抗菌性能.