聚乙二醇衍生物水凝胶为载体的力生长因子E肽仿生骨基质材料性能

摘要:

文题释义:

仿生骨基质材料:是一种具有天然骨基质类似的结构(结构仿生)和功能(功能仿生)的骨基质材料,可在体内降解,无毒性及其他不良反应,能够促进成骨细胞在材料表面形成新骨组织,是细胞生长的外微环境,能够提供必要的支撑条件和细胞因子。

力生长因子E肽:属于胰岛素样生长因子1(IGF-1)的选择性剪接变体,成熟后的IGF-1表现出3种亚型,即IGF-1Ea,IGF-1Eb和IGF-1Ec,其中IGF-1Ec就称之为力生长因子(MGF),属于典型的应力敏感型生物活性物质。MGF在氨基端具有特殊的E肽结构,氨基端多出了氨基酸序列,出现了延伸肽(E肽),即特异性的MGF氨基酸序列结构,也称之为MGF-Ct24E。

背景:具有生物学功能的骨修复材料一直是生物医学工程领域的研究热点。

目的:从分子结构仿生与生物功能仿生的需求出发,研制具有仿生空间结构和仿生功能的仿生骨基质材料。

方法:以氨基封端的聚乙二醇和均苯四甲酸酐为反应物,通过调节丁二胺加入的量(15,30,45,60 µL),获得4种性状的聚乙二醇衍生物水凝胶,向4种水凝胶中分别加入基于聚乳酸和力生长因子的生物活性物质(MGF-Ct24E-MPLA-EG-g-HAP),采用溶剂共混法制备生物活性仿生骨基质材料(PAPI-BDA/MGF-Ct24E-MPLA-EG-g-HAP)。表征生物活性仿生骨基质材料的生物活性物质负载率、孔隙率、表面形貌、亲/疏水性能、吸水率及微观形貌。

结果与结论:①在仿生骨基质材料制作过程中,在pH=5.8的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料中生物活性物质负载量呈先增多再减少的现象,当丁二胺加入量为30 µL时生物活性物质负载量最高;在pH=3.5-7.4的PBS中,仿生骨基质材料(丁二胺加入量为30 µL)中生物活性物质负载量呈减少趋势,当pH值增加到9.8时,仿生骨基质材料中生物活性物质负载量基本保持稳定;②在相同pH值的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料的孔隙率降低;当丁二胺加入量相同时,随着PBS pH值的增大,仿生骨基质材料的孔隙率呈先降低后升高的趋势;③在pH=5.8的PBS中,随着丁二胺加入量的增加,仿生骨基质材料的静态接触角减小,吸水率增加;④扫描电镜下可见,仿生骨基质材料呈连续开放孔状结构,孔间相互贯通,孔径分布230-690 nm,且孔径大小与丁二胺加入量呈反向相关,其中丁二胺加入量为30 µL制备的仿生骨基质材料类似天然骨基质结构。

https://orcid.org/0000-0002-4703-7893(彭坤)

中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程

关键词: 聚乙二醇衍生物, 丁二胺, 水凝胶, 聚乳酸, 力生长因子E肽, 仿生骨基质材料

引用本文: 彭 坤. 聚乙二醇衍生物水凝胶为载体的力生长因子E肽仿生骨基质材料性能[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(12): 1811-1816.

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