一种可注射的生长因子纳米粒镶嵌的多孔微球的构建及评价

本研究首先对PLGA进行PEG-RGD多肽修饰以提高亲水性和细胞粘附。本课题首次设计将纳米粒镶嵌在PLGA多孔微球中，该设计将有望解决微球多孔结构与其中包埋的生长因子突释之间的矛盾。此复合微球可同时实现三个目标：①可直接注射到组织缺损部位，实现无创伤的组织工程修复；②微球中的纳米粒可缓控释放多种生长因子；③多孔微球支架具有适宜孔径和空隙率，为种子细胞增殖提供模拟体内生长所需的3D空间。.通过共聚焦研究纳米粒与多孔微球的结合模式，探讨生长因子在支架中的释放规律，以指导处方和工艺研究。通过共聚焦显微镜、扫描电镜考察和生化指标测定，体外研究支架对骨髓间充质干细胞粘附、增殖和分化的影响。建立家兔股骨远端的骨缺失模型；通过形态学变化以探索该复合支架在骨修复中的作用。.该纳米粒镶嵌多孔微球支架可以实现体外扩增后直接植入体内，操作简易可行，本课题将为非手术的组织修复提供理论可行依

目前非手术治疗骨缺损和骨不连成为研究热点之一。支架、生长因子和干细胞是构成组织工程支架的三大要素。本课题首次设计将载生长因子微球镶嵌在PLGA多孔微球中，解决了微球的多孔结构与其中生长因子突释之间的矛盾。此复合微球同时实现三个目标：①可直接注射到组织缺损部位，实现无创伤的组织工程修复；②其中镶嵌的含药微球可缓释两种生长因子，且具有协同促进骨细胞增殖分化作用；③多孔微球支架具有适宜孔径，具有较大表面积，为种子细胞的粘附和生长提供3D空间。.合成RGD肽修饰的PLGA，其制备得到的多孔微球显著促进了种子细胞在微球表面的粘附和增殖。.首先采用乳化离子交联法分别制备含骨形态发生蛋白-2（BMP-2）和转化生长因子（TGF-β1）的壳聚糖微球，体外释放9天的累积释放量分别为72.94%和68.85 %。采用复乳法制备PLGA 多孔微球，形态圆整，表面分布了大量的孔洞，内部是互相连通的孔道结构，多孔微球平均粒径345 μm，平均表面孔径23 μm。制备得到内部镶嵌含药壳聚糖微球的PLGA多孔复合微球支架，激光共聚焦显微镜结果显示壳聚糖微球分布在PLGA多孔微球内部；扫描电镜显示PLGA多孔微球内部为层板机构，壳聚糖微球镶嵌在层板结构中。与壳聚糖微球相比，BMP-2和TGF-β1的多孔复合微球支架的释放时间显著延长，BMP-2和TGF-β1可分别释放23天（79.60%）和14天（80.27%）。.采用密度梯度离心分离和纯化骨髓间充质干细胞。流式细胞术鉴定CD90表达99.97%，CD45表达3.64%；该细胞在成骨培养基中可被诱导为成骨细胞，证明其为间充质干细胞。与空白支架相比，含TGF-β1的复合支架促进了间充质干细胞在支架上的增殖，BMP-2的复合支架正在实验中。.体内采用裸鼠皮下接种骨髓间充质干细胞的异位成骨实验， HE染色和Masson染色结果显示：对照组、空白支架组、含TGF-β1复合支架组中形成的成骨较少，只在异位骨的表层有较薄的成骨细胞；含BMP-2复合支架组的异位骨表层产生了明显的成骨，且较前三组的成骨更厚；而同时含TGF-β1和BMP-2复合支架组不仅在异位骨表层形成更厚的成骨，在内部支架之间的区域也形成了新生骨组织，表明在多孔微球支架中联用TGF-β1和BMP-2具有协同促进骨修复的作用。.本课题为组织工程提供了一种可注射、可缓释生长因子的多孔复合微球支架