纳米羟基磷灰石/阿司匹林/聚乙烯醇/明胶/海藻酸钠水凝胶支架的制备与表征

Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/aspirin/polyvinyl alcohol/gelatin/sodium alginate hydrogel scaffolds

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摘要背景:阿司匹林是经典非类固醇抗炎药物,合适剂量的阿司匹林可调节免疫、促进成骨.制备出可缓释阿司匹林、调控骨缺损区免疫微环境和加速骨缺损修复的骨组织工程材料是目前的研究热点.目的:制备可调控免疫微环境和加速骨缺损修复的新型水凝胶支架.方法:制备含有质量分数0％,10％和20％纳米羟基磷灰石的纳米羟基磷灰石/阿司匹林/聚乙烯醇/明胶/海藻酸钠水凝胶支架,对水凝胶支架的微观结构、孔隙率、化学成分、晶相结构、药物缓释性能、力学性能、溶胀性能和降解性能进行表征.通过细胞增殖和细胞毒性实验评价水凝胶支架的生物相容性.结果与结论:①扫描电镜和孔隙率检测结果表明,0％,10％纳米羟基磷灰石组水凝胶支架具有更仿生的层级多孔结构、孔隙通联性和孔隙率;②傅里叶红外光谱和X射线衍射结果表明,水凝胶支架内各原料以物理、化学双交联方式结合,且不会破坏纳米羟基磷灰石的晶相结构;③力学性能结果表明,10％纳米羟基磷灰石组水凝胶支架具有最佳的压缩模量和压缩强度;④药物释放性能结果显示,随着纳米羟基磷灰石质量的增加,水凝胶支架的阿司匹林累计释放率降低,但是药物突释率降低、缓释时间延长;⑤溶胀性能和降解性能结果表明,随着纳米羟基磷灰石质量的增加,水凝胶支架的溶胀率和降解率下降;⑥采用水凝胶支架浸提液培养小鼠前成骨细胞,细胞增殖和细胞毒性实验结果表明,水凝胶支架浸提液可促进细胞增殖,无细胞毒性;⑦结果表明,10％纳米羟基磷灰石组水凝胶支架具有更佳仿生的表征和生物相容性,有望作为骨组织工程支架进行成骨和调节免疫潜力的进一步研究.