摘要
因牙周病或老龄化等情况导致的颌面骨缺损是亟待解决的临床问题。在骨缺损修复过程中,由于结缔组织细胞和上皮组织细胞与成骨组织细胞生长速率存在显著差异,抑制了成骨细胞在缺损区域的快速修复。GuidedBoneRegeneration(GBR)膜的工作原理是根据各类组织细胞迁移速度不同的特点,屏蔽纤维组织竞争长入,为骨组织制造出优势生长的环境。优异的GBR膜需要具备致密-多孔不对称(Janus)结构,同时还需一定的力学性能以及相匹配的可降解性等特性。壳聚糖是来源丰富的天然高分子,可通过调节溶液pH自发组装成胶或成膜。本文针对理想GBR的设计需求,使用电沉积技术对壳聚糖基膜进行微观结构、力学性能以及生物学性能的可控调节,拓展了壳聚糖基材料在GBR膜领域应用的可能性。本论文主要研究内容与结论如下: (1)制备了不同脱乙酰度(DD)以及不同分子量大小的壳聚糖原料,并通过阴极电沉积技术探究出可快速制备Janus多孔薄膜的Chit原料最佳DD以及分子量,并通过改变电沉积参数(电流密度)实现对Janus结构的孔结构以及薄膜厚度的可控调节;验证了Janus薄膜的致密层可以有效的抵挡成纤维细胞的侵入,而多孔层促进了细胞的生长迁移。最后颅骨实验及组织染色结果表明:Janus多孔Chit薄膜可屏蔽纤维组织侵占成骨区域,并表现出优异的引导骨再生能力。 (2)通过探究电解液组分比、电沉积参数(电流密度大小)对电沉积聚电解质复合膜(E-Bio/PEC)的微观结构以及力学性能的影响,得出壳聚糖∶明胶=6∶4(V/V),电流密度大小为6.67mA/cm2的条件下薄膜微观Janus结构与力学性能最佳;验证了E-Bio/PEC依赖多孔面可单向缓释蛋白药物,无多孔结构的薄膜则表现突释功能;进一步验证了E-Bio/PEC薄膜致密层可屏障小鼠成纤维细胞(L929);多孔层可为小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)的黏附、增殖,及成骨分化提供优异的环境。最后颅骨实验及组织染色结果表明,E-Bio/PEC+BMP-2薄膜基于Janus结构与缓释生长因子功能,表现出最优异的引导骨再生能力,是一款兼具柔顺性和成骨活性,且可降解的GBR膜。