摘要
羟基磷灰石类骨替代材料广泛应用于牙周骨组织再生修复。锌离子具有调控局部微环境从而促进成骨的潜能。本文旨在制备掺锌纳米羟基磷灰石,通过明胶交联合成具有良好可塑性的胶原骨复合材料,并表征其理化性能、评估其体外生物相容性,以及对体内免疫调控和促成骨效能进行初步评价。
采用湿化学沉淀法和EDC/NHS交联明胶制备掺锌纳米羟基磷灰石(Zn-nHA)胶原骨。SEM、EDC、CCK-8等手段表征胶原骨的理化性能和体外生物相容性。通过大鼠皮下模型和颅骨缺损模型,通过组织学分析其在体内的免疫调控作用、生物相容性及促成骨效能。
SEM显示Zn-nHA为柱状晶体,胶原骨有多孔结构(图1),EDS显示胶原骨中成功掺入锌离子(图2)。控释实验显示胶原骨能在体外实现20天的锌离子持续释放并达到理想浓度(图3)。CCK-8结果显示胶原骨具有良好的体外生物相容性(图4)。全身主要器官的大体和组织学显示胶原骨未在体内表现出全身毒性(图5)。皮下模型的组织学结果表明胶原骨可调控Th17/Treg比例抑制炎症状态(图6)。在颅骨缺损中,胶原骨相较空白组在成骨及空间维持方面具有显著优势,掺锌组在成骨和成血管方面效能最佳(图7)。
通过Zn-nHA结合明胶交联,可成功制备具有锌离子缓释能力的掺锌纳米羟基磷灰石胶原骨。该材料在体内外均具有良好的生物相容性,并且在体内可能具有免疫调控作用,以及对骨缺损中血管及骨的再生修复有促进作用。