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西南交通大学研制原位纳米组装的骨诱导性多孔Ti支架

时间:2019-11-18 19:33:08| 来源:| 编辑:笔名| 点击:0次

西南交通大学研制原位纳米组装的骨诱导性多孔Ti支架

导电聚合物在电刺激作用下可以促进细胞的粘附、增殖和成骨分化,在骨再生应用中具有良好前景。此外,导电聚合物是抗氧化剂,可以用来保护细胞和组织免受过度活性氧(ROS)的损害。然而,纯导电聚合物由于缺乏细胞亲和力和骨诱导性,且易于过氧化而失去抗氧化性,使得其在实际应用中不能达到良好的骨再生效果。针对以上问题,西南交通大学鲁雄教授课题组受贻贝的启发,通过逐层脉冲电沉积(LBL-PED)原位组装聚吡咯 - 聚多巴胺 - 羟基磷灰石(PPy-PDA-HA)纳米薄膜,提供制备一种具有电活性,细胞亲和力,持久性ROS清除和骨诱导性多孔Ti支架的方法。这项研究提供了一种新的多孔支架功能化策略,在组织再生植入物方面显示出巨大的应用潜力。

在LBL-PED过程中,PPy-PDA 纳米颗粒和HA 纳米颗粒原位合成并均匀涂覆在多孔支架上。PPy-PDA纳米颗粒(PPy-PDA NPs)的儿茶酚基团增强了膜与Ti基底的粘附性。PDA与PPy复合并掺入PPy中以提高支架的ROS清除率,并在很长一段时间内实现可持续ROS清除。 HA和电刺激(ES)协同促进PPy-PDA-HA膜上的成骨细胞分化。最终,PPy-PDA-HA多孔支架具有PPy-PDA NPs的电活性,细胞亲和力和抗氧化活性以及HA NPs的骨诱导性的协同效应,表现出优异的骨再生能力。

图1 具有电活性,细胞亲和力,抗氧化活性和骨诱导性的PPy-PDA-HA涂层包覆的钛支架的制备。(a)在二维Ti网上沉积PPy-PDA-HA膜后通过卷曲制备Ti支架。(b)通过LBL-PED方法制备PPy-PDA-HA膜。在此过程中,每个PPy-PDA层或HA层原位沉积在子层的顶部。(c-e)PPy-PDA-HA涂覆的多孔支架具有电活性,细胞亲和力,抗氧化性和骨诱导性。

该研究成果以“A Mussel-Inspired Persistent ROS-Scavenging, Electroactive, and Osteoinductive ScaffoldBased on Electrochemical-Driven in Situ Nanoassembly ”为题在线发表于《Small》。论文第一作者为在读硕士生周婷和博士研究生闫力维。该研究得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金等项目支持。

关于西南交通大学

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