目的(1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能。(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏...目的(1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能。(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏死的作用。方法利用明胶和甲基丙烯酸酐制备了甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)及锂基生物玻璃水凝胶(GelMA and Li-mesoporous bioglass,GM/M-Li)。扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行表征分析;同时,通过细胞活/死染色、细胞增殖实验(cell counting kit-8,CCK-8)及细胞形态观察评估材料的生物相容性;另外,使用免疫荧光染色、碱性磷酸酯酶染色、茜素红染色、成血管实验、油红O染色评估材料的成骨分化能力、成血管能力和抑制脂肪生成的能力。体内成功建立了兔股骨头坏死模型,利用3D导航模板联合髓芯减压术将坏死骨去除后填充GM/M-Li水凝胶。通过苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、油红O染色、免疫组化染色验证其成骨、成血管和抑制脂肪生成能力。结果SEM结果显示GM/M-Li水凝胶材料为三维多孔的结构;TEM结果表明,M-Li材料为纳米级别;离子释放实验证明了GM/M-Li水凝胶中的锂元素,同时具有缓释作用;细胞活/死染色、CCK-8证明了GM/M-Li水凝胶材料具有良好的生物相容性;体外成骨、成血管、抑制脂肪生成实验证实,材料中锂离子的释放有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉血管内皮细胞的小管形成,抑制了脂肪前体细胞的脂肪形成。体内HE染色和免疫荧光验证了GM/M-Li水凝胶有效促进了骨组织、血管再生;通过油红O染色验证了GM/M-Li水凝胶的抑制脂肪能力。结论利用3D打印技术制作导航模板,将GM/M-Li精确注入股骨头坏死病灶区域和清除病灶。因GM/M-Li水凝胶具有良好的生物相容性,其可通过调节骨髓间充质干细胞成骨方向分化,促进股骨头坏死中骨缺损的重建,同时促进了血管的生成,减少脂肪细胞的浸润。展开更多
文摘目的(1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能。(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏死的作用。方法利用明胶和甲基丙烯酸酐制备了甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)及锂基生物玻璃水凝胶(GelMA and Li-mesoporous bioglass,GM/M-Li)。扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行表征分析;同时,通过细胞活/死染色、细胞增殖实验(cell counting kit-8,CCK-8)及细胞形态观察评估材料的生物相容性;另外,使用免疫荧光染色、碱性磷酸酯酶染色、茜素红染色、成血管实验、油红O染色评估材料的成骨分化能力、成血管能力和抑制脂肪生成的能力。体内成功建立了兔股骨头坏死模型,利用3D导航模板联合髓芯减压术将坏死骨去除后填充GM/M-Li水凝胶。通过苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、油红O染色、免疫组化染色验证其成骨、成血管和抑制脂肪生成能力。结果SEM结果显示GM/M-Li水凝胶材料为三维多孔的结构;TEM结果表明,M-Li材料为纳米级别;离子释放实验证明了GM/M-Li水凝胶中的锂元素,同时具有缓释作用;细胞活/死染色、CCK-8证明了GM/M-Li水凝胶材料具有良好的生物相容性;体外成骨、成血管、抑制脂肪生成实验证实,材料中锂离子的释放有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉血管内皮细胞的小管形成,抑制了脂肪前体细胞的脂肪形成。体内HE染色和免疫荧光验证了GM/M-Li水凝胶有效促进了骨组织、血管再生;通过油红O染色验证了GM/M-Li水凝胶的抑制脂肪能力。结论利用3D打印技术制作导航模板,将GM/M-Li精确注入股骨头坏死病灶区域和清除病灶。因GM/M-Li水凝胶具有良好的生物相容性,其可通过调节骨髓间充质干细胞成骨方向分化,促进股骨头坏死中骨缺损的重建,同时促进了血管的生成,减少脂肪细胞的浸润。
