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目的:牙周炎及种植体周围炎可导致牙周骨组织及种植体周围骨组织进行性的损坏从而导致牙齿脱落及种植体的失败。引导骨组织再生技术可以实现牙周骨组织的再生,其原理是利用膜材料作为隔离屏障,放置在牙周组织缺损处以阻挡牙龈上皮,防止其在愈合过程中沿根面的生长,阻挡纤维结缔组织与牙根表面接触,为骨组织再生提供了生长空间,其中引导组织再生膜起着至关重要的作用。
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脂肪酸酰胺本研究制备的壳聚糖不对称引导骨再生膜包括致密层及疏松层,致密层可以阻止骨缺损周围的纤维结缔组织浸润,疏松层可以改善骨细胞的粘附及血凝块的稳定性,从而实现骨组织再生。引导组织再生技术可以实现牙周骨组织的再生,但是细菌感染是导致引导组织再生手术失败的最主要的原因。
本研究还制备了胶原/壳聚糖载药不对称引导骨再生膜,该膜包括致密层及疏松层,致密层可以阻止骨缺损周围纤维结缔组织的入侵,疏松层可以提高骨细胞的粘附及稳定血块,同时载入广谱抗菌药物米诺环素,在促进骨组织再生的同时能够预防术后感染。方法:(1)壳聚糖不对称引导骨再生膜的制备及性能评估:壳聚糖醋酸溶液铺膜后通过液氮萃取后进行第一次冷冻干燥,
随后三聚磷酸钠4℃交联2 h,进行第二次冻干得到壳聚糖不对称膜。无卡轴旋切机
扫描电镜观察壳聚糖膜表面及断面结构特征;ATR-FTIR及XRD观察交联及未交联壳聚糖膜的峰值,从而评估三聚磷酸钠的交联效果;通过机械性能、多孔性、降解性及通透率的测试来表征膜的物理性能;将MC3T3-E1成骨细胞接种在膜上,通过MTT及Live/Dead染实验评估膜的生物相容性;制备SD大鼠颅骨缺损模型,通过病理切片HE及Masson染评估膜材料引导骨组织再生的能力。(2)胶原/壳聚糖载药不对称引导骨再生膜的制备及性能评估:通过离子交联法制备壳聚糖载米诺环素纳米微球,将一定量的载药微球与壳聚糖溶液共混后铺膜,通过浸润沉淀法制得壳聚糖不对称膜,将EDC/NHS交联的胶原溶液铺在壳聚糖不对称膜的致密层,冷冻干燥制得胶原/壳聚糖载药不对称引导骨组织再生膜。
扫描电镜观察膜材料的结构特征;将载药与未载药膜材料与金黄葡萄球菌共培养,激光共聚焦显微镜观察抑菌效果;将成骨细胞MC3T3-E1及成纤维细胞L929分别接种在材料疏松层及致密层,通过Live/Dead细胞染激光共聚焦显微镜下评估细胞活性;将膜材料埋入小鼠皮下观察毒性反映及降解性能;构建SD大鼠颅骨缺损模型,并在4 w时进行Mirco-CT及组织病理切片的观察。结果:(1)扫描电镜结果展示了壳聚糖不对称膜的致密层及疏松层结构;通过TP
P交联的壳聚糖膜的ATR-FTIR能谱在1635cm-1及1215cm-1处出现新的吸收峰,XRD结果在20?(2θ)的波峰变的平缓;交联的壳聚糖膜在干湿状态下的拉伸强度分别为0.283Kgf/mm2和0.265Kgf/mm2;交联的壳聚糖膜在体外降解28 d后降解率未达30%;通过激光共聚焦显微镜观察Live/Dead细胞染,视野下没有观察到死细胞;组织病理切片看到该壳聚糖膜具有引导骨组织再生的能力。
(2)扫描电镜结果可以看到胶原面较致密而壳聚糖膜面疏松多孔具有明显的不对称性结构,透射电镜结果显示载药壳聚糖纳米微球微球粒径均一,大小在20nm左右;抑菌试验中,激光共聚焦显微镜观察胶原/壳聚糖载药不对称引导骨组织再生膜表面没有观察到活菌的存在,而未载药膜表面可见大量活菌;Live/Dead细胞染可以看到疏松面MC3T3-E1成骨细胞及致密面L929成纤维细胞生长良好;材料埋入皮下4 w可见明显的降解,在降解的材料周围可见新生血管;颅骨缺损修复4 w后进行Mirco-CT及HE染,在实验组可见明显新骨。结论:(1)本研究所制备的壳聚糖不对称引导组织再生膜具有良好的生物相容性及可降解性,并具有引导骨组织再生的能力。
(2)胶原/壳聚糖载药不对称引导骨组织再生膜具有疏松的壳聚糖层及致密的胶原层,通过载
胎盘提取液入米诺环素壳聚糖纳米微球后,该膜具有一定的抑菌性。该材料在引导骨再生的同时能够有效的预防术后感染。
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