基于Gel/Odex/TA水凝胶与PCL/β-TCP复合微球的骨组织工程自愈合支架研究

来自某研究团队的研究人员开发了一种新型骨组织工程支架，通过将聚己内酯-β-磷酸三钙微球（PCL-β-TCP Ms）与明胶/氧化葡聚糖/单宁酸（Gel/Odex/TA）水凝胶结合，显著提升骨再生能力。实验表明，该复合体系具有良好的流变特性、细胞相容性和成骨活性（ALP活性与钙沉积增强），为骨缺损修复提供了创新策略。

　　

本研究提出了一种新型混合系统，将聚己内酯-纳米β-磷酸三钙微球（polycaprolactone-β-tricalcium phosphate microspheres, PCL-β-TCP Ms）与水凝胶结合，作为骨支架以加速成骨能力。该创新系统由明胶（gelatin, Gel）、氧化葡聚糖（oxidized dextran, Odex）和单宁酸（tannic acid, TA）水凝胶整合PCL-β-TCP微球构成。水凝胶基质通过Gel与Odex间的希夫碱反应（Schiff base reaction）以及TA与聚合物间的氢键作用形成。β-TCP封装PCL微球的制备采用乳液溶剂蒸发技术（emulsion solvent evaporation technique），该方法可实现生物活性物质的微球内封装。结果表明，微球封装β-TCP的加入显著增强了水凝胶的流变性能，改善了流动行为和结构完整性。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）图像显示，TA的引入促使水凝胶内部形成显著的纤维结构，表明TA在微观层面调控水凝胶组成的关键作用。研究在体外环境中考察了生物细胞与混合水凝胶的相互作用。细胞活性和细胞毒性测试表明，混合系统（Gel/Odex/TA/PCL-β-TCP）无不良效应，并显著提升前成骨细胞（preosteoblast cell, MC3T3-E1）的存活率。此外，微球的加入为细胞生长和发育提供了有利环境。特别地，Gel/Odex/TA/6%PCL-β-TCP Ms和Gel/Odex/TA/4%PCL-β-TCP Ms水凝胶分别表现出钙沉积（calcium deposition）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）活性的显著提升。这些结果强化了该多功能复合水凝胶作为骨组织再生支架的应用潜力。