研究背景3D打印人工骨移植材料的发展为治疗大段骨缺损提供了新的途径。人工合成高分子材料是应用最广泛的骨三维打印材料。这些材料可以较大程度满足骨组织工程对力学强度、复杂结构、降解速度等多方面的性能要求。但人工合成的高分子材料往往骨诱导性能不足,引入生物活性因子,提升高分子支架材料的骨修复性能,是骨组织再生医学领域一种具有发展前景的方向。研究目的本研究设计并制备了一种新型的载骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的复合壳核微球(CSMs),该微球具有肝素化的核心微球结构,可以模拟体内对生长因子的储存形式,实现对BMP-2的有效控释。同时,我们开发了一种装载策略,将壳核微球整合到3D打印聚己内酯支架中,并研究该复合支架体系在治疗大段骨缺损中的修复性能。研究方法1.使用溶剂挥发法、多巴胺涂层及酰胺反应制备5-20μm的肝素化聚乳酸颗粒,分析其表征,使用扫描电子显微镜观察聚乳酸微球形貌结构,采用X射线光电子能谱分析微球表面化学成分;采用静电喷雾技术制备含肝素化聚乳酸颗粒的海藻酸水凝胶微球,观察其形貌特征,采用CCK-8检测其细胞毒性;2.将荧光标记的BMP-2负载到复合微球中,分析BMP-2在微球内分布及负载水平;检测微球对BMP-2的释放动力学;采用微球与MC3T3-E1细胞共培养,检测载BMP-2复合微球对MC3T3-E1细胞成骨分化的影Compound 3核磁响;3.3D打印技术制备多孔聚己内酯支架,并采用多巴胺涂层技术进行亲水性改良,在扫描电子显微镜下分析其结构特征,研究改性后支架的细胞相容性;利用微球的自膨胀,将微球装载到支架内部,测试其装配稳定性,并检测其对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响;4.将支架植入大鼠颅骨临界点缺损模型,术后12周利用影像学、组织学、免疫学手段评价骨修复情况,评价制备的复合支架的体内骨修复性能。结此网站果1.制备粒径约150μlipopeptide biosurfactantm的海藻酸/肝素化聚乳酸复合微球;2.将BMP-2负载在微球内部,发现复合微球可以对BMP-2实现长效缓释,在体外有效促进MC3T3-E1细胞成骨分化;3.3D打印多维多孔的聚己内酯支架,并采用多巴胺涂层后,支架的亲水性、细胞相容性明显提高,采用微球的膨胀性能,发现可以将微球牢固的结合到支架内部;该复合体系可以促进体外MC3T3-E1细胞的成骨分化;4.复合支架植入大鼠颅骨临界点缺损后可以显著促进缺损局部骨修复。结论结果表明,新型复合微球是一种有效的BMP-2载体,且能有效整合到3D打印支架中,这种复合支架在骨组织工程中具有发展潜力。