支架纤维聚己内酯/胶原蛋白/弹性蛋白作为人工前交叉韧带

《Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition》：Scaffold fiber polycaprolactone/collagen/elastin as artificial anterior cruciate ligament

研究探讨了PCL/胶原蛋白/弹性蛋白复合材料的生物相容性及对人工ACL性能的影响。通过FTIR验证材料组成，发现B2样本（50/35/15%wt）具有最佳性能：拉伸强度3.390±0.276MPa，纤维直径109±70nm，孔隙率84.00±1.73%，降解周期115天。细胞实验显示其促进细胞增殖（MTT检测）和均匀分布（荧光显微镜、SEM观察），表明该复合材料在人工ACL应用中具有显著潜力。

　　

摘要

前交叉韧带（ACL）是膝关节中至关重要的关节内韧带，它连接胫骨和股骨，在稳定和保护关节方面起着关键作用。前交叉韧带损伤常常会导致膝关节不稳定，同时还会引发半月板撕裂和骨关节炎的发生。本研究探讨了聚己内酯（PCL）/胶原蛋白/弹性蛋白组合对多种参数的影响，包括官能团、纤维直径、降解速率、机械性能、细胞活力和细胞增殖能力。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行的分析明确证实了所有测试样本中均含有与PCL、胶原蛋白和弹性蛋白相关的官能团。五个样本的纤维直径范围在26至425纳米之间。其中，PCL/胶原蛋白/弹性蛋白的质量比为50/35/15（B2样本）的复合材料表现出优异的性能：其抗拉强度为3.390 ± 0.276 MPa，纤维直径为109 ± 70 nm，孔隙率为84.00 ± 1.73%，降解周期为115天。使用MTT检测法进行的体外实验显示，细胞活力在第1天、第3天和第5天逐渐增强，表明细胞增殖过程较为活跃。荧光显微镜观察发现第5天的细胞数量较第1天有所增加；扫描电子显微镜（SEM）图像则显示细胞在支架上的附着和分布较为均匀，这有助于细胞增殖和相互作用，从而促进新组织的形成。PCL/胶原蛋白/弹性蛋白纤维支架具有良好的生物相容性，具有作为人工前交叉韧带材料的巨大潜力。