竹纤维为人工骨骼材料开辟新来源

竹纤维为人工骨骼材料开辟新来源

骨损伤或者破坏会对人体造成严重危害，当骨损伤超过一定限度时人体无法自愈，需要进行骨移植。骨组织工程是一种重要的骨修复或替代策略。骨组织工程是指将分离的自体高浓度成骨细胞、骨髓基质干细胞或软骨细胞，经体外培养扩增后种植于一种天然或人工合成的生物材料支架上，然后再将这种细胞杂化材料植入骨缺损部位，在生物材料逐步降解的同时，种植的骨细胞不断增殖，从而达到修复骨组织缺损的目的。作为支架的生物材料应具有良好的生物相容性并可被人体逐步降解吸收。由于支架材料在细胞黏附、细胞伸展、增殖、分化和新骨形成过程中起着重要作用，因此如何选择支架材料已成为骨组织工程领域的一个关键问题。有研究显示，纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸(n－HA/PLGA)是一种较好的人工骨骼支架材料，但其在机械强度和生物降解性方面存在着局限性。

最近，湖南师范大学和中国科学院成都有机化学研究所的科学家通过将竹纤维(BF)加入纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸复合材料中合成一种新型的三元复合材料竹纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸(BF/n－HA/PLGA)，大大改善了n－HA/PLGA的各项性能，在人工骨骼支架材料的合成方面取得了新进展。

科学家们采用冷冻干燥法将竹纤维添加至n －HA/PLGA复合材料中，合成了BF/n－HA/PLGA三元复合材料。通过扫描电镜液体置换法和电子万能试验机试验研究了这种新型复合材料的结构和特性，包括材料的孔状结构、孔隙度和抗压性能。结果表明，在冷冻温度－20℃、不添加成孔剂条件下制备的5%BF/30%(n－HA/PLGA)(质量比)复合材料支架拥有最理想的多孔结构、孔隙率和抗压性能，远远超过那些不添加竹纤维的n－HA/PLGA复合材料支架。此外，体外模拟体液浸泡和细胞培养实验表明，添加竹纤维后的复合材料支架生物降解速度加快，且具有良好的细胞相容性，包括附着性和增殖性。研究结果表明，竹纤维/纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸作为人工骨骼材料潜力巨大。

研究成果将发表在2017年1月份的《ACS Appl.Mater.Interfaces》(美国化学会应用材料与界面)上。

(李玉敏 编译)