论文部分内容阅读
创伤、感染、肿瘤切除等引起的骨缺损是骨科面临的最大挑战之一,严重影响人类的生活和健康。为满足临床需要,具有成骨诱导和抗菌作用的支架材料的研制是骨组织工程中一个很有前途的研究方向。天然高分子聚合物壳聚糖(Chitosan,CS),具有良好的生物相容性、生物降解性和低毒性,可以被加工成多孔结构支架。但CS的主要缺点之一是机械强度较差,其在损伤部位控制伤口愈合的能力较差,难以承担骨修复的多孔三维支架中的承重作用。氮化硼(Boron Nitride,BN),也被称为“白石墨烯”,氮化硼材料和羟基化氮化硼(Hydroxylated boron nitride,BN-OH)具有优越的机械性能、高比表面积、优异的化学稳定性和良好的生物相容性,是生物医学领域的理想材料。纳米银(Silver nanoparticles,AgNPs)具有良好的抗菌性能,生物安全性好、长期抑菌效果好、不需要光激发等特点,低浓度的AgNPs具有较低的感染发生率和良好的细胞相容性,可以促进成骨细胞增殖和诱导成骨分化,适合用于组织工程支架,抑制感染,修复骨缺损。在本研究中,以CS、AgNO3为原料原位还原合成CS/AgNPs复合物,通过静电作用合成BN-OH/CS/AgNPs,再通过冷冻干燥法进一步转化为生物相容性良好、有成骨能力的CS支架、CS/AgNPs复合支架、BN-OH/CS复合支架以及BN-OH/CS/AgNPs互联多孔的复合支架。本文利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、接触角仪等仪器对材料形貌、元素成分及亲疏水性等理化性质进行了表征。以小鼠成骨细胞(MC3T3-E1)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)为模型,通过噻唑蓝、碱性磷酸酶测定、茜素红染色等方法研究了支架材料的生物相容性和骨诱导性,采用琼脂扩散法探究了支架材料的抗菌活性。建造SD雄性大鼠的颅骨缺损模型,验证支架材料的骨修复能力。结果表明所制备的系列支架材料具有互联多孔结构,适合成骨细胞的粘附与生长。BN-OH/CS/AgNPs复合支架材料不仅具有显著的生物相容性和骨诱导性,同时也表现出优异的抗菌性能。动物实验结果表明BN-OH/CS/AgNPs复合支架材料能够明显的促进骨修复,加速骨愈合。研究结果对骨组织工程的发展具有重要意义。