多壁碳納米管-PLGA復(fù)合膜制備及其對(duì)大鼠MSCs粘附增殖和成骨分化影響的研究.pdf

1、聚（乳酸-羥基乙酸）共聚物(poly(lactide-co-glycolide)，PLGA)具有良好的生物相容性和生物可降解性，已被廣泛用于骨移植替代品。碳納米管(carbonnanotubes，CNTs)，基于一系列在電子、熱和機(jī)械等方面的特性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也已成為關(guān)注的焦點(diǎn)。鑒于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)具有可獲得性、可擴(kuò)增性和良好的成骨分化潛能可作為較理想的骨組織工程種子細(xì)胞。

2、r>　　 本文以PLGA和多壁碳納米管(multi-walled CNTs，MWCNTs)為材料，用濃硫酸和濃硝酸的混酸對(duì)多壁碳納米管表面處理得到羧基功能化的多壁碳納米管(carboxylation multi-walled CNTs，MWCNTs，c-MWCNTs)，采用溶劑澆注的方法，制備出一種新型的多壁碳納米管修飾的PLGA復(fù)合膜；采用紅外光譜(FTIR)、熱重分析(TGA)對(duì)c-MWCNTs進(jìn)行表征，用透射電鏡(TEM)、掃描

3、電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜(XPS)和接觸角等對(duì)復(fù)合膜表面進(jìn)行分析。通過一系列實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)多壁碳納米管修飾PLGA復(fù)合膜的力學(xué)性能、體外降解以及蛋白吸附行為。
　　 利用全骨髓貼壁培養(yǎng)法成功分離培養(yǎng)MSCs。以PLGA和PLGA/MWCNTs膜為對(duì)照，將MSCs種植于PLGA/c-MWCNTs復(fù)合膜上進(jìn)行細(xì)胞相容性評(píng)價(jià)，用SEM觀察細(xì)胞在支架材料上的黏附情況：分別使用DAPI染色、WST-1檢測(cè)細(xì)胞在膜

4、材料上的粘附和增殖；利用堿性磷酸酶活性(ALP)和茜素紅實(shí)驗(yàn)對(duì)MSCs在膜材料上向成骨細(xì)胞的分化能力進(jìn)行評(píng)估；采用RT-PCR法檢測(cè)MSCs在復(fù)合膜上向成骨細(xì)胞的分化情況。
　　 研究結(jié)果表明，MWCNTs經(jīng)過混酸處理后得到的功能化MWCNTs，即c-MWCNTs在溶劑中的分散性明顯提高；通過FTIR和TGA結(jié)果顯示，c-MWCNTs表面含有活性功能基團(tuán)（羧基、羥基等）；TEM顯示，混酸處理的多壁碳納米管的直徑和長(zhǎng)度比原始多壁碳

5、納米管的直徑和長(zhǎng)度小和短，功能化多壁碳納米管的端口和側(cè)壁都有PLGA包裹。SEM表征多壁碳納米管修飾PLGA復(fù)合膜顯示，混酸處理的多壁碳納米管在PLGA聚合物中分散均勻。XPS分析表明，各類膜化學(xué)組分相似；接觸角測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合膜的親水性得到提高，AFM結(jié)果證實(shí)，復(fù)合膜表面粗糙度的增加導(dǎo)致復(fù)合膜親水性的提高。力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果顯示，c-MWCNTs的復(fù)合提高了PLGA聚合物的力學(xué)強(qiáng)度；體外降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PLGA和多壁碳納米管修飾的P

6、LGA膜均具有生物降解性。材料表面的蛋白吸附結(jié)果表明，復(fù)合膜表面吸附的血清蛋白量比純PLGA膜的蛋白吸附量顯著增加。
　　 PLGA膜、多壁碳納米管修飾的PLGA復(fù)合膜分別與MSCs進(jìn)行體外共同培養(yǎng)的結(jié)果表明，與單純PLGA膜相比，MSCs與復(fù)合膜表現(xiàn)出更好的細(xì)胞親和性。MSCs在復(fù)合膜表面鋪展良好，與復(fù)合膜形成緊密結(jié)合。堿性磷酸活性和茜素紅法檢測(cè)鈣離子以及RT-PCR法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，PLGA/c-MWCNTs能促進(jìn)MSCs