Page 25 - 南京医科大学学报自然科学版

第44卷第2期 袁秀琛，范世杰，段伟豪，等. 负载仙茅苷的3D打印复合支架促进血管化和成骨效应的研究［J］.
2024年2月 南京医科大学学报（自然科学版），2024，44（2）：162-169 ·163 ·

experiments and BMSC ALP staining provided evidence that the HGSC scaffold exhibited the potential in promoting angiogenesis and
osteogenesis. Conclusion：The HGSC scaffold has shown excellent biocompatibility and has a clear promoting effect on the osteogenic
potential of BMSC and angiogenesis of HUVEC. This study offers a promising therapeutic strategy for bone defect repair.
［Key words］ 3D printing；microspheres；curculigoside；vascularization；bone repair
［J Nanjing Med Univ，2024，44（02）：162⁃169］

骨缺损通常是由骨肿瘤切除、感染、创伤、病理 面的潜力。这一尝试旨在探究传统中草药与骨组
性骨折或其他因素所导致，长期以来一直是骨科医 织工程相结合，从而为骨缺损修复提供具有前景的
生面临的严峻挑战 。自体骨移植物是治疗骨缺损 治疗策略的可行性。
［1］
的金标准，但免疫排斥和感染的风险、有限的供体
1 材料和方法
资源以及大量的时间和金钱成本在很大程度上限
［2］
制了这种治疗方法的临床应用 。因此，亟需新的 1.1 材料
治疗方法来解决这些问题，改善临床骨缺损患者的 HA、SA、GEL 和聚乙烯醇（上海阿拉丁公司）；
预后。随着骨组织工程（bone tissue engineering， CUR（上海源叶公司）；多聚甲醛、二甲基亚砜、无水
BTE）的发展，人们正在研究制造一种理想的具有高 氯化钙和二氯甲烷（默克公司，德国），3D 生物打印
负载能力和高生物相容性的复合支架，使其能够作 机（regenHU，瑞士）；离心机（Sigma 公司，德国）；扫
［3］
为指导骨组织再生的模板 。 描电镜（日立S3400N，日本）；万能力学测试仪（镇江
羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）是一种生物活 太阳科技）；傅立叶变换红外光谱（EQUINOX55，德
性陶瓷，其成分类似于人体骨骼，却因存在明显的 国）；流辨分析仪（Discovery HR⁃3，美国）；冻干机
高脆性而使应用受到限制 。明胶（gelatin，GEL）主 （Eyel4，日本）；视频接触角仪器（北京 HARKE⁃SP⁃
［4］
要从动物组织中提取，如骨骼、肌腱和韧带等。单 CA）；粒度分析仪（CILAS 公司，法国）；水接触角测
一的GEL存在快速降解和机械性能较差，需要通过 试仪（KRUSS DSA25，德国）；紫外分光光度计（UV⁃
结合其他材料来制备具有多种生物活性的复合支 3600，日本）。小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow
［5］
架 。海藻酸钠（sodium alginate，SA）是一种天然的 mesenchymal stem cell，BMSC）和人脐带静脉内皮细胞
阴离子多糖，SA通过与钙离子交联后具有独特的凝 （human umbilical vein endothelial cell，HUVEC）（中科
胶特性，可用作骨重建的支架或细胞载体，目前在 院上海生命科学研究院细胞资源中心）；DMEM 和
［6］
生物工程领域内得到广泛应用 。聚己内酯（poly⁃ ECM培养基（上海中乔新舟公司）；Transwell小室（康
caprolactone，PCL）可以为药物提供一个稳定的载 宁公司，美国）；磷酸盐缓冲液、胰酶、胎牛血清、青
体，从而有助于支架的结构完整性以及药物的缓 链霉素（双抗）和 CCK⁃8试剂盒（赛默飞公司，美国）；
慢释放 。仙茅苷（curculigoside，CUR）是一种天然 活/死细胞染色试剂盒、碱性磷酸酶（alkaline phospha⁃
［7］
酚类糖苷化合物，具有多种生物活性，如抗氧化、 tse，ALP）试剂盒和茜素红染色试剂盒（上海碧云天公
抗骨质疏松、抗癌活性以及促进成骨细胞增殖的能 司）；倒置荧光显微镜（奥林巴斯公司，日本）；基质胶
力，其生物学效应已在体外和体内实验中得到验 （上海ABW公司）。
证 ［8-11］ 。本研究采用乳液/溶剂蒸发法将CUR与PCL 1.2 方法
微球（polycaprolactone microsphere，PM）结合，成功制 1.2.1 PCL负载CUR微球制备
备出负载仙茅苷的聚己内酯微球，即CUR⁃PM 。接 本研究采用乳液/溶剂蒸发技术成功制备了
［12］
着，在借助3D生物打印技术成功构建由HA、GEL和 CUR⁃PM。首先将 100 mg 的 PCL 溶解在 5 mL 的二

SA 组合的淮复合（hydroxyapatite gelatin sodium algi⁃ 氯甲烷中，然后在水浴条件下超声（110 W，35 Hz）处
nate，HGS）支架的基础上，制备了负载CUR⁃PM的复 理1 h。接着，将已称量的23 mg CUR药粉加入溶液

合支架（hydroxyapatite gelatin sodium alginate acrculi⁃ 中，将混合物滴入2%聚乙烯醇溶液中以形成乳液。
goside，HGSC），并对支架的理化性质进行了全面的 在室温下 500 r/min 搅拌乳液 3 h 后，11 000 r/min 离
表征。最后，通过一系列体外实验，初步评估了支 心，收集 CUR⁃PM。随后，用去离子水洗涤CUR⁃PM
架的生物安全性以及HGSC在促进成骨和血管化方 3 次，以去除残留的表面活性剂，从而获得硬化的