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PLGA仿生矿化人工骨对BMSCs体外成骨影响的实验研究

In vitro study on the influence of biomimetic mineralized PLGA on osteogenesis activity of rat bone marrow-derived mesenchymal stem cell

摘要:

[目的]通过仿生矿化的方法构建聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactide-co-glycolide PLGA)人工骨,检测仿生矿化对PLGA生物学性能的影响.[方法]将三维多孔PLGA材料在模拟体液中矿化2周,构建仿生矿化人工骨,应用扫描电镜进行矿化物形貌观察,X射线能谱分析钙磷比值,X射线衍射仪和傅立叶转换红外光谱仪行矿化物物相分析.获取大鼠骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs),经传代培养后作为种子细胞与仿生矿化人工骨于体外联合培养,同时以未矿化的PLGA材料和煅烧松质骨为对比,应用RT-PCR的方法测定各组材料上大鼠BMSCs成骨基因表达情况,通过比较成骨基因表达时间先后次序和量的变化,表明各组材料对BMSCs向成骨细胞分化的影响.[结果]矿化后的PLGA材料网孔壁有磷灰石矿化层形成,矿化物主要成分为羟基磷灰石,钙磷比为1.53,类似于人骨无机质.大鼠BMSCs在三种材料上培养7d后,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)相对表达水平煅烧松质骨组>矿化组>未矿化组(P<0.05);骨涎蛋白(bonesialoprotein,BSP)和骨钙素(osteocalcin,OCN)在各组均没有表达.培养14 d后ALP相对表达水平煅烧松质骨组和矿化组无显著性差别(P>0.05),均明显高于未矿化组(P<0.05);煅烧松质骨组BSP相对表达水平明显高于矿化组(P <0.05);OCN在煅烧松质骨组有少量表达.培养21 d后ALP相对表达水平未矿化组>矿化组>煅烧松质骨组(P<0.05);BSP和OCN在表达水平显示矿化组和煅烧松质骨组没有明显差别(P>0.05),均明显高于未矿化组(P<0.05).[结论] PLGA仿生矿化人工骨能够显著提高骨髓基质干细胞成骨基因的表达,促进其向成骨细胞分化.

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