丝素蛋白/左旋聚乳酸复合组织工程纳米材料的生物相容性及安全性评价研究

【摘要】运用组织工程修复缺损的软骨已成为关节软骨缺损修复与再生领域的研究热点，其中组织工程支架的选择是这一修复治疗中，我们最先遇到的难题。目前急需开发出物理性能良好，生物相容性良好，而且适合细胞生长和组织形成的支架。吉林大学化学院通过多年实验研究，运用静电纺丝技术，以生物相容性均优良的丝素蛋白（silkfibroin，SF）与左旋聚乳酸（polyL-lacticacid，PLLA）为原料，制备出了物理性能优良的SF/PLLA复合纳米级材料。本实验组通过动物皮下埋植实验、兔膝关节软骨细胞与支架材料体外复合培养实验、急性全身毒性实验、体外细胞毒性实验，来评价该材料的生物相容性及安全性，并以此来探讨其作为生物植入材料的可行性。本研究的具体内容如下:1、将材料植入小鼠背部，以3-0缝线作为对照，于术后1、2、3、4周分别取材，HE染色，拍照。结果：材料植入小鼠背部后，开始有少量成纤维细胞长入材料中，伴随出现少量的淋巴细胞及异物巨细胞，随后成纤维细胞数量增加，淋巴细胞及异物巨细胞无明显增多，材料慢慢降解，直至第4周时，材料出现明显的降解；材料周围组织炎症反应，第2周时最严重，然后逐渐减轻，其周围组织炎症反应与缝线周围组织一致或略轻；将细胞接种于支架上24h后，有细胞贴附于材料纤维上，48h后贴附于纤维上的细胞数量增多。2、成功分离、培养兔膝关节软骨细胞，将细胞接种至材料表面，在体外继续培养，倒置光学显微镜及电镜下观察细胞的黏附和生长情况。结果：将细胞接种于支架上24h后，有细胞贴附于材料纤维上，48h后贴附于纤维上的细胞数量增多。3、制备浸提液，并以生理盐水作为对照，注射入小鼠体内，观察72h内小鼠的一般情况及不良反应。结果：注射浸提液后，小鼠的全身状况与注射生理盐水后无差别。4、将关节软骨细胞分为阴性对照组（空白培养液）、实验组（含材料的培养液）及阳性对照组(含苯酚培养液)3个组，不同组材料浸提液与细胞共培养24和48h，MTT法检测材料对软骨细胞增殖的影响。结果：实验组24和48h细胞毒性均为Ⅰ级。除阳性对照组外，随着培养时间的延长，吸光度（Absorbance，A）值均有增加，同一时间点，实验组与阴性对照组比较差异无统计学意义（P>0.05），与阳性对照组比较A值明显升高(P<0.01）。综上所述，运用静电纺丝工艺，以丝素蛋白与左旋聚乳酸为原料制备的复合纳米材料，适合细胞生长和组织形成，且具有良好的生物相容性，属于安全植入性材料。为今后应用此支架，修复缺损的关节软骨，提供了一定的生物学实验基础。
【作者】张晓燕；
【导师】韩冰；
【作者基本信息】吉林大学，口腔临床医学，2014，硕士
【关键词】丝素蛋白；左旋聚乳酸；组织工程；软骨；膝关节；生物相容性；体外细胞毒性；急性全身毒性；短期局部反应；

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