一种生物矿化胶原电纺丝支架用于大鼠颅骨引导性骨再生的实验研究

目的 通过生物矿化方法构建具有骨引导和骨诱导能力的胶原电纺丝支架,对大鼠颅骨标准骨缺损进行引导性骨再生研究.方法 采用电纺丝法制备猪Ⅰ型胶原支架,将其浸入模拟体液(SBF)中进行生物矿化,扫描电镜观察表面结构并进行理化分析.将矿化前、后的胶原电纺丝分别接种BMSCs,为矿化前组和矿化后组,并设立空白对照.进行生物毒性检测,并将胶原电纺丝植入大鼠背部皮下观察体内生物相容性和降解性.利用PCR、Western-blot、ALP及ARS染色等方法,检测体外成骨效果;利用大鼠颅骨缺损修复实验,检测生物矿化胶原电纺丝的体内骨引导和骨诱导能力.结果 矿化4周后,胶原电纺丝表面矿化颗粒明显增多,TGA及ICP结果显示无机物尤其是钙磷元素含量也有所增加.生物毒性检测和异位植入实验结果证明,该材料具有良好的生物相容性和降解性.体外成骨检测显示,矿化后胶原电纺丝体外促成骨能力优于矿化前组和空白对照组.在大鼠颅骨缺损修复试验中,矿化后胶原电纺丝修复的颅骨在新骨生成面积、BV/TV、BS/TV、Tb.N、BMD和荧光标记新骨生成量方面显著优于空白对照组,BS/TV、BMD以及荧光标记新骨生成量显著优于矿化前胶原电纺丝修复的颅骨.结论 生物矿化胶原电纺丝可有效促进BMSCs在材料表面的成骨分化,作为引导性骨再生支架能有效促进新骨形成,修复大鼠颅骨缺损.