石墨烯/丝素蛋白3D复合支架在骨再生方面的应用研究

编号：YYHY007965

篇名：石墨烯/丝素蛋白3D复合支架在骨再生方面的应用研究

作者：丁希丽 黄艳 刘海峰 樊瑜波

关键词： 复合支架 间充质干细胞 丝素蛋白 石墨烯 骨再生

机构： 北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心 北京航空航天大学生物与医学工程学院 国家康复辅具研究中心

摘要： 背景最近,越来越多的研究关注于探索石墨烯基材料促进间充质干细胞成骨分化的潜力。特别是,一些研究致力于研究干细胞在涂有石墨烯或与石墨烯结合的薄膜上的行为变化。三维(3D)石墨烯泡沫促进干细胞向成骨细胞分化的研究逐渐引起人们的关注。然而,与基于石墨烯的基底和泡沫相比,加入石墨烯的3D复合支架的成骨能力一直没有得到研究。目的本研究设计了加入石墨烯的3D丝素蛋白复合支架以研究该支架对大鼠骨髓来源的间充质干细胞(rBMSC)的黏附、增殖和成骨分化的影响。方法利用冷冻干燥法制备含有不同含量石墨烯的石墨烯/丝素蛋白多孔复合支架(0%、0.5%和2%G/SF复合支架)。利用扫描电镜观察不同复合支架的表面形貌和微结构。本研究中还在不同的G/SF复合支架上接种大鼠的骨髓间充质干细胞,利用扫描电镜观察细胞的黏附、增殖情况以及细胞形态。同时,利用免疫荧光染色检测不同支架的成骨相关蛋白(Ⅰ型胶原、骨粘连蛋白和骨钙素)的表达情况。结果扫描电镜结果显示石墨烯很好地分散在丝素蛋白基质中,并且支架的微观结构受石墨烯添加量的影响。将rBMSC接种在G/SF支架上并培养21 d。细胞形态学结果表明0%和0.5%G/SF支架具有良好的细胞黏附和增殖能力。此外,免疫荧光染色结果显示,0.5%G/SF支架上的细胞表达成骨相关蛋白(Ⅰ型胶原、骨粘连蛋白和骨钙素)最高。结论所有数据表明,本研究中制备的0.5%G/SF支架具有促进干细胞成骨的巨大潜力,其在骨组织工程中具有较好的应用前景。