不同孔径梯度纳米羟基磷灰石三维支架制备及对MC3T3-E1生物学性能的影响

摘要

背景:骨组织工程支架孔径是评估其物理性能的重要因素,寻求孔径及力学性能二者的最佳结合点一直是骨组织工程亟待解决的问题.目的:制备不同孔径梯度的三维支架,并研究其对MC3T3-E1细胞生物学行为的影响.方法:将直径300,500,800μm的蜡球造孔剂分别与羟基磷灰石混合,采用改良型粒子浸出法制备孔径均一的纳米羟基磷灰石三维支架,分别记为D300、D500、D800组支架;将3种直径的蜡球从小到大依次堆积,采用改良型粒子浸出法制备孔径梯度纳米羟基磷灰石三维支架,记为D-Gradient组支架,检测4组支架的孔隙率.将MC3T3-E1细胞分别接种于4组支架上,以细胞单独培养的为空白对照组,检测细胞增殖活性、碱性磷酸酶活性、细胞黏附及细胞骨架重排与成骨分化标志性因子转录水平.结果 与结论:①4组支架的孔隙率为60％-80％;②接种24 h后,各组支架均可促进MC3T3-E1细胞的增殖,增殖指数大小为:D-Gradient组>D500组>D800组>D300组>空白对照组;D300组、D500组、D-Gradient组支架均可促进MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶的分泌,碱性磷酸酶分泌量多少为:D300组>D500组>D-Gradient组>D800组≈空白对照组;D300组、D500组、D-Gradient组支架均可促进MC3T3-E1细胞骨桥蛋白与骨钙素mRNA的表达,两种基因表达量由高到低为:D300组>D500组D-Gradient组>D800组≈空白对照组;③接种48 h后的免疫荧光染色显示,与空白对照组相比,4支架上的MC3T3-E1细胞均呈现出较好的黏附及运动活性,黏着斑肌动蛋白荧光强度由高到低为:D-Gradient组>D500组>D800C组>D300组>空白对照组;④结果表明,孔径梯度纳米羟基磷灰石三维支架可促进MC3T3-E1细胞的生长、增殖、黏附及成骨分化.