
文题释义:
锡钛酸钡钙:是钛酸钡压电陶瓷的固溶体,其压电常数高达460pC/N,具有良好的生物相容性。
3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB):含有3-羟基丁酸酯与4-羟基丁酸酯的嵌段共聚物,是一种由微生物发酵而成的天然高分子材料,可应用于可吸收缝线合成、生物敷料、食品包装、污水处理等领域。
背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。
目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。
方法:以聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB)为原料,加入质量比分别为0%,5%,10%,15%,20%的锡钛酸钡钙(,BCST)粉末,以二氯甲烷为溶剂,通过真空干燥方法制得150-200μm厚度BCST/P34HB压电薄膜材料,经油浴极化后,检测其表面形貌、物相组成、压电系数和开路电压,以及BCST/P34HB在110Hz、0.25N力幅度下的电输出对兔骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。
结果与结论:①扫描电镜、X射线衍射、水接触角、压电系数检测及电输出性能测试显示,当BCST质量比增加至20%时,BCST/P34HB压电薄膜有着良好的压电性能(d33=5.9pC/N)及电输出性能(180mV),更接近500mV的合适电刺激成骨范围;②活死染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1天,15%组与20%组显示出较少的红色荧光;当培养到第5天时,各组绿色荧光数量较第1天明显增多,10%组、15%组和20%组未见红色荧光,仅0%组和5%组有少量的红色荧光;③阿尔玛蓝染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1,3,5天,随着时间的增加,各组细胞都呈现出增长的趋势,当培养到第5天时,20%组的细胞量明显高于0%组();④成骨诱导第10天,碱性磷酸酶染色结果显示20%组的染色阳性率明显高于0%组(P=0.0001);成骨诱导第21天,茜素红染色和钙结节定量分析显示出了与碱性磷酸酶染色相似的趋势,与0%组相比,15%组和20%组均显示出明显的差异(,);⑤结果表明,20%BCST/P34HB薄膜具有良好的压电性能、电输出性能、生物相容性及促骨髓间充质干细胞成骨分化能力。
(王桢);(叶川)
中国组织工程研究杂志出版内容重点:干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程
关键词:骨组织工程,P34HB,压电材料,薄膜材料,成骨分化
引用本文:王桢,许顺恩,汤耿,罗四维,滕建祥,谢孟利,何佳林,叶川.复合压电薄膜生物相容性及电输出性能与兔骨髓间充质干细胞的成骨分化[J].中国组织工程研究,2024,28(13):1969-1975.
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复合压电薄膜生物相容性及电输出性能与兔骨髓间充质干细胞的成骨分化