竹纖維為人工骨骼材料開辟新來(lái)源

骨損傷或者破壞會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重危害，當(dāng)骨損傷超過(guò)一定限度時(shí)人體無(wú)法自愈，需要進(jìn)行骨移植。骨組織工程是一種重要的骨修復(fù)或替代策略。骨組織工程是指將分離的自體高濃度成骨細(xì)胞、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞或軟骨細(xì)胞，經(jīng)體外培養(yǎng)擴(kuò)增后種植于一種天然或人工合成的生物材料支架上，然后再將這種細(xì)胞雜化材料植入骨缺損部位，在生物材料逐步降解的同時(shí)，種植的骨細(xì)胞不斷增殖，從而達(dá)到修復(fù)骨組織缺損的目的。作為支架的生物材料應(yīng)具有良好的生物相容性并可被人體逐步降解吸收。由于支架材料在細(xì)胞黏附、細(xì)胞伸展、增殖、分化和新骨形成過(guò)程中起著重要作用，因此如何選擇支架材料已成為骨組織工程領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。有研究顯示，納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸(n－HA/PLGA)是一種較好的人工骨骼支架材料，但其在機(jī)械強(qiáng)度和生物降解性方面存在著局限性。

最近，湖南師范大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所的科學(xué)家通過(guò)將竹纖維(BF)加入納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸復(fù)合材料中合成一種新型的三元復(fù)合材料竹纖維/納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸(BF/n－HA/PLGA)，大大改善了n－HA/PLGA的各項(xiàng)性能，在人工骨骼支架材料的合成方面取得了新進(jìn)展。

科學(xué)家們采用冷凍干燥法將竹纖維添加至n －HA/PLGA復(fù)合材料中，合成了BF/n－HA/PLGA三元復(fù)合材料。通過(guò)掃描電鏡液體置換法和電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)研究了這種新型復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和特性，包括材料的孔狀結(jié)構(gòu)、孔隙度和抗壓性能。結(jié)果表明，在冷凍溫度－20℃、不添加成孔劑條件下制備的5%BF/30%(n－HA/PLGA)(質(zhì)量比)復(fù)合材料支架擁有最理想的多孔結(jié)構(gòu)、孔隙率和抗壓性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)那些不添加竹纖維的n－HA/PLGA復(fù)合材料支架。此外，體外模擬體液浸泡和細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，添加竹纖維后的復(fù)合材料支架生物降解速度加快，且具有良好的細(xì)胞相容性，包括附著性和增殖性。研究結(jié)果表明，竹纖維/納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸作為人工骨骼材料潛力巨大。

研究成果將發(fā)表在2017年1月份的《ACS Appl.Mater.Interfaces》(美國(guó)化學(xué)會(huì)應(yīng)用材料與界面)上。

(李玉敏 編譯)