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Int. J. Pharm.:MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料涂覆钛板可有效促进骨组织再生

2021-09-17   易丝帮

静电纺丝是合成生物医用纳米纤维的一种可靠且经济高效的技术。在此,研究者制备了一种新型纳米纤维复合材料涂覆钛板来模拟细胞外基质(ECM),以增强骨组织再生。通过矿物质(Zn、Mg、Si)取代羟基磷灰石(MHAP)/聚乙二醇(PEG)/方茎青紫葛(CQ)提取物的组合制备了电纺纤维复合材料。分别通过FT-IR、XRD和SEM技术对纤维复合材料的功能、相特征和形态进行评估。掺入PEG聚合物后,MHAP/PVA的平均纤维直径从约274nm减小至约255nm。添加CQ提取物后,该值从约255nm进一步增加到约275nm。除了在SBF溶液中的生物活性外,将纤维复合材料浸入Tris-HCL溶液中也证实了其可降解性。可降解研究表明该复合材料随时间的推移发生降解,浸泡7天后降解率约为9.42%。还测定了成骨细胞如MG-63细胞的分化、增殖和钙沉积。上述结果表明,这种新型纤维复合材料具有较好的成骨细胞特性。综上所述,该新型纤维支架涂覆钛植入物可以更好地模拟骨ECM并促进骨再生过程中的成骨。

 

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图1.纤维复合材料的制备示意图及其成骨细胞活性。


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图2.A)(a)MHAP陶瓷、(b)MHAP/PVA、(c)MHAP/PVA/PEG和(d)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料的FT-IR光谱和B)XRD图。


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图3.(a)MHAP陶瓷,(c)MHAP/PVA纤维复合材料,(d)MHAP/PVA/PEG纤维复合材料,(e)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料涂覆钛板的SEM形貌,(f)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料涂覆钛板的横截面图和(b)MHAP陶瓷的HR-TEM形貌。(d)中的黑色圆圈显示了PEG聚合物对MHAP/PVA纤维复合材料的影响。


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图4.(A)MHAP/PVA,(B)MHAP/PVA/PEG,(C)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料的直径分布,以及(D)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料涂覆钛板的EDX元素分布。


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图5.(a)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料的N2吸附-解吸等温线以及(b)根据BJH解吸曲线测定的孔径分布。


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图6.MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料在SBF溶液中浸泡(a)12小时、(b)1天、(c)4天和(d)7天后的SEM形貌。


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图7.SBF浸泡(a)1天、(b)4天和(c)7天后,通过EDX分析确认MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料上的磷灰石形成。


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图8.MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料在Tris-HCL溶液中浸泡(a)12小时、(b)1天、(c)4天和(d)7天后的SEM形貌。


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图9.(I)成骨细胞如MG-63细胞在(A)空白对照、(B)MHAP陶瓷、(C)MHAP/PVA纤维复合材料、(D)MHAP/PVA/PEG纤维复合材料和(E)MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料上培养1、3和7天后的增殖和(II)ALP活性。*在同一组内与第1天处理期的指定组相比,*p<0.05。#在同一组内与第3天处理期的指定组相比,#p<0.05。^指示组与相同处理期的空白对照细胞相比,^p<0.05。


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图10.光学显微图像显示用MHAP陶瓷、MHAP/PVA、MHAP/PVA/PEG和MHAP/PVA/PEG/CQ纤维复合材料处理1、3和7天后,成骨细胞如MG-63细胞的钙矿化能力。

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