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北京化工大学刘勇Int. J. Biol. Macromol.:肩袖修复用电纺PLLA-HA纳米纤维膜贴片的制备与表征

学术动态    2023-01-09 10:49

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.07.061

 

由于术后的较高再撕裂率,肩袖修复在临床方面仍然是一个挑战。开发能够促进肌腱-骨整合的功能性生物材料十分必要。在这项研究中,通过静电纺丝制备了含有羟基磷灰石(HA)的聚乳酸(PLLA)定向纳米纤维膜,作为一种低成本、可持续的肩袖贴片。对纳米纤维膜的形态、物理、力学和体外细胞测定进行了表征。结果表明,纳米纤维膜表面保持粗糙,疏水性减弱。所制备的膜具有优良的细胞相容性,细胞沿纤维排列方向分布。更重要的是,PLLA-HA纳米纤维膜可以增加大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)中碱性磷酸酶(ALP)的表达,这表明静电纺丝PLLA-HA纳米纤维膜可以更好地诱导大鼠骨髓间充质干细胞的成骨。当PLLA与HA的质量比超过3:1时,随着HA含量的增加,贴片的诱导能力增强。总体而言,静电纺丝PLLA-HA纳米纤维膜是促进腱-骨愈合和降低继发撕裂率的理想贴片。此外,使用可生物降解的聚合物和低成本的制备方法为这些纳米纤维膜的工业生产提供了更多的可能性。

 

图1.PLLA-HA纳米纤维膜制备工艺示意图。

 

图2.纳米纤维膜的形态分析和HA的分散;(A-E)PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的SEM图像;右上插图为纳米纤维膜的局部放大图,左下插图为直径分布柱状图。(F-J)PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的TEM照片;(K)PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的平均直径比较。

 

图3.PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的FTIR光谱(A)和XRD光谱(B)。

 

图4.PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的水接触角以及平均水接触角比较。(***P<0.001)。

 

图5.PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜的应力-应变曲线(A)、杨氏模量(B)、拉伸强度(C)和断裂伸长率(D)。(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001)。

 

图6.大鼠BMSCs在PLLA、10P/H、5P/H、3P/H和2P/H纳米纤维膜上培养1、4和7天的死/活染色。

 

图7.大鼠BMSCs的细胞增殖和成骨分化;第三代骨髓间充质干细胞的形态(A),成骨诱导后第14天和第21天的茜素红染色结果(B和C)。CCK-8法测定大鼠骨髓间充质干细胞增殖情况(D);比较在PLLA和PLLA-HA纳米纤维膜上培养7天和14天的BMSCs的ALP活性(E)。(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001)。(有关此图例中对颜色引用的解释,请读者参考本文的网络版本。)

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