摘要
本研究旨在构建内含定向通道的贻贝仿生PLGA微球/明胶丝素复合支架(PLGA@GelDA/SilDA-PLLA)。其中,PLGA多孔微球提供类松质骨力学支撑并调控降解特性,而多巴胺改性明胶(GelDA)及多巴胺改性丝素蛋白(SilDA)固定PLGA微球构成支架主体,易于片切塑形,并凭借邻苯二酚基团固定内源性生长因子,促进细胞黏附和迁移。基于定向冻干技术构建的定向微通道促进物质交换和细胞在支架内部均匀分布。在支架表层形成PLLA(左旋聚乳酸,Poly-L-Lactic Acid)致密屏障层,其低孔隙高刚性结构可维持成骨空间稳定性,同时适当微孔保障代谢交换,解决现有骨植入材料塑形性差、力学支撑不足,以及传统屏障膜降解过快、物质交换受限等关键问题,最终实现骨缺损的高效再生。
采用复乳乳化-溶剂挥发法(W1/O/W2),通过调控合成参数制备不同尺寸和孔径的PLGA微球。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和qPCR筛选最优分子量及工艺参数。通过酰胺化反应制备多巴胺改性明胶(GelDA)和丝素蛋白(SilDA)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)验证邻苯二酚基团引入。通过定向冷冻干燥技术构建定向微通道支架。通过鬼笔环肽/PI染色、活死染色和CCK-8观察定向通道和邻苯二酚修饰对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)黏附、迁移和增殖的影响。通过RT-qPCR观察定向通道和邻苯二酚修饰对BMSCs成骨向分化的影响。制备完整均质并含微孔结构的聚乳酸屏障层,Transwell细胞迁移试验验证其屏障作用。大鼠下颌角临界性骨缺损模型验证该复合分级结构体内促成骨性能及生物安全性。
利用复乳乳化-溶剂挥发法可成功制备具有仿骨松质力学性能的PLGA多孔微球;联合物理共混、定向冷冻干燥等技术,可成功构建内含定向通道的贻贝仿生PLGA微球/明胶丝素复合支架。
该支架具有良好的生物相容性和促骨缺损再生效果,可为大面积骨组织缺损修复提供具有潜在应用价值的新型支架材料。
