竹纖維為人工骨骼材料開辟新來源

骨損傷或者破壞會對人體造成嚴(yán)重危害，當(dāng)骨損傷超過一定限度時人體無法自愈，需要進行骨移植。骨組織工程是一種重要的骨修復(fù)或替代策略。骨組織工程是指將分離的自體高濃度成骨細胞、骨髓基質(zhì)干細胞或軟骨細胞，經(jīng)體外培養(yǎng)擴增后種植于一種天然或人工合成的生物材料支架上，然后再將這種細胞雜化材料植入骨缺損部位，在生物材料逐步降解的同時，種植的骨細胞不斷增殖，從而達到修復(fù)骨組織缺損的目的。作為支架的生物材料應(yīng)具有良好的生物相容性并可被人體逐步降解吸收。由于支架材料在細胞黏附、細胞伸展、增殖、分化和新骨形成過程中起著重要作用，因此如何選擇支架材料已成為骨組織工程領(lǐng)域的一個關(guān)鍵問題。有研究顯示，納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸(n－HA/PLGA)是一種較好的人工骨骼支架材料，但其在機械強度和生物降解性方面存在著局限性。

最近，湖南師范大學(xué)和中國科學(xué)院成都有機化學(xué)研究所的科學(xué)家通過將竹纖維(BF)加入納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸復(fù)合材料中合成一種新型的三元復(fù)合材料竹纖維/納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸(BF/n－HA/PLGA)，大大改善了n－HA/PLGA的各項性能，在人工骨骼支架材料的合成方面取得了新進展。

科學(xué)家們采用冷凍干燥法將竹纖維添加至n －HA/PLGA復(fù)合材料中，合成了BF/n－HA/PLGA三元復(fù)合材料。通過掃描電鏡液體置換法和電子萬能試驗機試驗研究了這種新型復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和特性，包括材料的孔狀結(jié)構(gòu)、孔隙度和抗壓性能。結(jié)果表明，在冷凍溫度－20℃、不添加成孔劑條件下制備的5%BF/30%(n－HA/PLGA)(質(zhì)量比)復(fù)合材料支架擁有最理想的多孔結(jié)構(gòu)、孔隙率和抗壓性能，遠遠超過那些不添加竹纖維的n－HA/PLGA復(fù)合材料支架。此外，體外模擬體液浸泡和細胞培養(yǎng)實驗表明，添加竹纖維后的復(fù)合材料支架生物降解速度加快，且具有良好的細胞相容性，包括附著性和增殖性。研究結(jié)果表明，竹纖維/納米羥基磷灰石/聚乳酸－羥基乙酸作為人工骨骼材料潛力巨大。

研究成果將發(fā)表在2017年1月份的《ACS Appl.Mater.Interfaces》(美國化學(xué)會應(yīng)用材料與界面)上。

(李玉敏 編譯)