医学论文栏目提供最新医学论文格式、医学论文硕士论文范文。详情咨询QQ:1847080343(论文辅导)

骨形态发生蛋白-9和P-15多肽共修饰的PLGA三维支架在兔骨缺损修复的推广探讨

日期:2023年11月23日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:146
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202311181043229737 论文字数:16966 所属栏目:医学论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇医学论文,笔者经过研究,得出结论:骨形态发生蛋白-9和P-15多肽水凝胶修饰的PLGA三维支架材料具有良好的生物相容性、机械性能和成骨性,可以诱导新骨生成,用于大尺寸骨缺损的修复和治疗是可行的。

第 2 章 材料与方法

2.2 3D打印PLGA支架的制备

聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)生物支架的制备本文是采用熔融沉积法进行3D生物打印的[19, 20]。首先利用计算机绘图软件设计出两种不同直径和高度的三维图形,一种是直径10mm、高度5mm,另一种直径为6mm、高度为8mm。其次,将设计好的三维图形导入3D生物打印软件。最后,在设定好的计算机软件控制下,利用高温喷嘴在熔融温度下对聚乳酸-乙醇酸共聚物原料进行挤出和沉积。打印完毕后,室温条件下,将打印好的3D生物支架放置4h以上,然后将其放于45℃恒温烘箱中烘干12h。

2.3 支架的表征

我们通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)来分析支架孔径大小及空间结构;利用X射线衍射仪(X-ray powder diffractometer, XRD)对支架物相进行分析;计算支架的体外降解率,降解率(%)=(M0-M1)/M0×100%,M0、M1分别代表降解前、后的支架重量;计算支架的吸水率,吸水率=(B-G)/G×100%,B、G分别代表吸水前后支架的重量;利用电子万能试验机测试支架的抗压强度。

第 3 章 实验结果

3.1 支架的表征

3D生物支架和传统支架区别在于,3D生物支架具有良好的孔隙结构,有利于细胞的粘附、迁移和繁殖,如图1所示,PLGA支架的表面形貌经过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)表征,可见圆柱形的PLGA支架具有多孔结构,这使得骨髓间充质干细胞(BMSCs)可以通过孔隙进行粘附、延伸。而通过观察扫描电子显微镜下,含有p-15和BMP-9两种多肽的PLGA支架中,两种多肽广泛分布于支架孔隙内部。

医学论文参考

PLGA支架的晶体结构经过X射线衍射(XRD)进一步表征,由图2中可以发现支架衍射峰宽大,表明材料发生了物理变化;而且它的10周降解率为9.38%,抗压强度为15.83N/mm2,表明支架具有良好的机械性能;同时支架的吸水率为9.09%,这说明支架可以吸附水溶性物质;而含肽量为2%和4%的支架的具体特征可见表3,表明含肽量的增加并不影响支架的稳定性。

3.2 BMP-9和P-15肽共修饰的PLGA支架复合物对BMSCs凋亡的影响

(1)为了研究不同含肽量的支架对BMSCs凋亡的影响,将PLGA支架分别浸泡于含肽量为0%、2%、4%的水凝胶中,固化完成后,将支架与BMSCs共培养。观察扫描电镜下对照组及实验组的支架结构,由图4可观察到含肽量2%的支架促进BMSCs分化最明显,说明含肽量2%的支架可以有效促进BMSCs繁殖、发育。同时,从不同含肽量组的细胞凋亡率上看,图5中可以发现含肽量0%和2%的支架,与对照组无明显差异,而含肽量为4%的支架则对BMSCs凋亡有一定影响。

(2)由图6 所示,根据Western blotting 显示,含肽量0%的支架(0%)和含肽量分别为2%、4%的支架对BMSCs细胞中ALP、Col-1、OCN、RUNX2和SP7的表达均有促进作用,并且随着含肽量的增加,以上5种成骨相关特异性基因蛋白的表达越丰富。

医学论文怎么写

第3章 实验结果 ........................ 7

3.1 支架的表征 .......................... 7

3.2 BMP-9和P-15肽共修饰的PLGA支架复合物对BMSCs凋亡的影响 .................................... 8

3.3 PLGA复合支架的体外骨缺损实验 ..................... 10

第4章 讨论............................... 13

第5章 结论与展望 ....................... 15

5.1 研究结论 ............................. 15

5.2 展望 ............................. 15

第 4 章  讨论

3D 打印技术主要包括喷墨式生物打印、挤压式生物打印、激光辅助生物打印和光固化式生物打印[23]。其中,熔融沉积建模 (FDM)是挤压式生物打印的打印方式之一,可以对热塑性材料进行良好打印。在本研究中,我们预先用CAD软件建构物体的3D立体模型图,导入计算机程序后,再将热塑性材料 PLGA 通过熔融状态下挤出、沉积,挤出的PLGA,可以按照预设计的路径移动和堆积。最后对支架的形态结构、孔洞尺寸和机械性能、降解速率、生物相容性等进行了评价[24]。

BMP-9作为BMP家族中诱导成骨作用最强的细胞因子之一,相较于大多数BMP,BMP-9的noggin抗性使BMP-9介导的Smad通道本质上诱导干细胞的成骨分化[25],有效促进成骨细胞的迁移、间充质细胞的增殖、软骨和骨源性细胞的分化、血管生长和骨重塑。P-15肽是由人工合成的模拟I型胶原蛋白结构域的短肽[13],可以通过调节细胞数目和形态,诱导成骨样细胞的增殖和粘附、迁移,还可以有效激活和促进间充质干细胞的增殖和向软骨细胞的分化。因此,利用水凝胶与BMP-9和P-15的粘附,对 PLGA三维支架进行共同修饰,可以进一步促进成骨细胞相关细胞的增殖和分化,生成新骨。

碱性磷酸酶 (ALP) 存在于人体许多组织结构中,其中源于骨骼中的碱性磷酸酶是骨形成的标志酶,反映成骨细胞的活性或功能状况,可作为观察成骨细胞代谢的特异性指标[26]。I型胶原蛋白(COL-1)由一种纤维状胶原蛋白,是人体中含量最高的蛋白质,尤其是在皮肤和骨骼中,它参与成骨细胞的发育、分化和活性调节,对维持骨组织的生物力学特性和结构完整性具有重要作用[27]。骨钙素(OCN)是一种维生素K依赖性钙结合蛋白,主要由成骨细胞合成和分泌,是其分化成熟的重要标志物,常被用于检测骨钙代谢水平。 OCN主要通过其分子结构的负表面电荷吸引和结合钙离子,促进钙的沉积和新骨形成,还可以调控糖脂代谢来诱导软骨钙化[27, 28]。

第 5 章 结论与展望

5.1 研究结论

我们受到三维生物打印的启发,设计并制备了一种由BMP-9和P-15肽共修饰的PLGA三维支架,其表现出良好的生物相容性和机械性能、成骨性。支架多孔的三维结构能提供成骨细胞良好的迁移、增殖环境,同时,多肽的释放也可以刺激相关成骨因子的表达,有效促进骨再生和修复骨缺损,是值得未来进一步研究并完善的生物材料。最重要的是,将3D打印和骨再生紧密结合,能够按照需求精确打印生物材料,这给未来的研究提供了新思路。

参考文献(略)