原位負載氧化石墨烯和成骨肽的新型多孔支架

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新型生物材料用于在不降低肽生物活性的情況下在支架中控制遞送成骨肽

采用原始低溫3D打印方法制備一種原位負載氧化石墨烯(GO)和骨形態(tài)產(chǎn)生蛋白(BMP)-2樣肽(PTG/P)的新型生物活性聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)/β-磷酸三鈣(β-磷酸三鈣)復合支架。
    

該支架在機械性能上與人體松質(zhì)骨相當，并且多孔。氧化石墨烯的加入進一步提高了支架的潤濕性和機械強度。原位裝載的肽在延長的時間內(nèi)保持高水平的生物活性，并且在支架中裝載去氧核糖核酸進一步調(diào)節(jié)肽的釋放，從而使其更持久。

PTG/磷支架促進大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞內(nèi)生長，促進成骨分化。此外，體內(nèi)研究表明，具有持續(xù)遞送肽的新型PTG/磷支架可顯著促進嚴重骨缺損中的骨再生。

因此，具有定制形狀、提高的機械強度、持續(xù)的肽遞送和優(yōu)異的成骨能力的新型生物活性PTG/磷支架在骨組織再生中具有巨大的潛力。

肽和COL-1首先被吸附到氧化石墨烯納米片上，然后被裝載到PLGA/β-磷酸三鈣/磷酸二鈣溶液中，形成用作印刷油墨的復合乳液。
加入到混合物中的膠原溶液和去離子水保護肽的生物活性不受有機溶液的影響。之后，可以通過低溫3D打印來構建具有設計形狀和宏觀結構的PTG/P支架，保證了肽的高負載水平。

體外rMSC成骨分化和體內(nèi)骨再生是通過肽的控制釋放和支架的獨特形態(tài)實現(xiàn)的。此外，GO中的官能團可以與肽中的氨基相互作用，這種相互作用也有助于控制肽的釋放速率。這種設計非常有利于骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖和成骨分化。

而熒光顯微照片清楚地顯示骨髓間充質(zhì)干細胞已經(jīng)成功地附著到支架上并且擴散良好。在所有組中都觀察到明顯的肌動蛋白絲。

與PTG和PTG/磷支架相比，在0.025、0.05 PTG/磷和0.1 PTG /磷支架上的骨髓間充質(zhì)干細胞中表達了大量的肌動蛋白絲和更多的紐蛋白粘附斑，表明骨髓間充質(zhì)干細胞具有良好的初始粘附性。

使其在支架中加入去氧核糖核酸對骨髓間充質(zhì)干細胞的粘附和成熟有積極的影響。

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