仿生结构组织工程支架促进骨缺损修复

【摘要】：目的:由于外科创伤、先天疾病、肿瘤切除等引起的骨组织缺损给病人带来了极大的痛苦。近年来,通过外科手术进行骨移植进而实现骨组织再生或者功能的恢复取得了极大的进展。但是,对于大面积骨缺损,很难通过自体骨移植进行修复。通过构建可降解组织工程支架,利用组织工程技术实现骨组织再生,是一项非常有应用前景也是极具挑战的策略。本研究的主要目的是构建具有临床应用潜能的骨组织工程支架,并评价其促进骨修复的潜能。材料与方法:首先合成石墨烯-羟基磷灰石纳米杂化材料(rGO-HA),然后将其作为药物载体负载具有骨诱导性能的小分子药物(alendronate,ALD),再进一步与温敏型高分子聚乙丙交酯-聚乙二醇-聚乙丙交酯(PLGA-PEG-PLGA)进行复合,制备具有仿生结构的组织工程支架。通过扫描电子显微镜、动态力学分析等对组织工程支架的基本性能进行测试,并进一步构建小鼠颅骨缺损模型,进行体内骨修复实验,评价我们制备的仿生组织工程支架促进骨修复的能力。结果:rGO-HA杂化材料在PLGA-PEG-PLGA中能够均匀分散,有效地提高其力学性能;ALD在rGO-HA/PLGA-PEG-PLGA中能够长效缓释,起到了良好的诱导骨组织再生的作用。小鼠体内骨修复实验显示,rGO-HA/PLGA-PEG-PLGA可以作为一种良好的骨组织工程支架,植入体内12周可以实现骨缺损的修复;ALD的加入,能够促进组织工程支架性能的提高,促进新骨生成及骨整合。结论:本文构建了一种具有仿生结构的骨组织工程支架,在颅骨修复方面表现出优异的性能。该支架有望进一步推广至其他骨缺损部位的组织修复,如用于牙槽骨的修复和再生等,在齿科硬组织修复中具有潜在的临床应用价值。