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中文摘要

3D打印负载柚皮苷的骨组织工程支架的制备与成骨性能研究

临床上因肿瘤、创伤、感染等原因常造成大面积的颅面骨缺损，其临床治疗

仍面临巨大的挑战。骨组织工程的发展给骨缺损的修复治疗带来了希望。β-磷酸

三钙（β-Tricalciumphosphate，β-TCP）由于其成分与正常骨骼相似，且具有良好

的骨传导性、生物降解性而广泛用于骨科重建手术，并成为3D打印常用基本材

料之一，但其成骨诱导能力有限。传统的生长因子虽然具有良好的成骨诱导性能，

但可能会有一些副作用，如可造成异位成骨等，因此寻找具有良好的成骨诱导性

且副作用小的药物成为医学研究热点。柚皮苷（Naringin，NG）是中药骨碎补的

主要活性单体成分，属于双氢黄酮类化合物，主要存在于柑橘物种中，具有抗炎、

抗肿瘤及防治骨质疏松等多种作用。已有研究表明，柚皮苷可以通过Wnt/β-

catenin信号通路，诱导骨髓间充质干细胞（Bonemesenchymalstemcells，BMSCs）

向成骨细胞分化。因此，本研究拟通过3D打印技术制备出β-TCP支架，在聚多

巴胺(Polydopamine，PDA)涂层的辅助下，将柚皮苷负载在β-TCP支架上，通过

对支架进行一系列的物理表征、药物释放、细胞相容性检测，探讨其成为骨组织

工程支架的潜力。

1、首先通过3D打印技术制备β-TCP支架（T组），进行PDA涂层后（D

组），分别浸泡于浓度为0.1mg/ml、1mg/ml、5mg/ml的柚皮苷乙醇溶液中，得

到三种含不同浓度柚皮苷的NG/PDA/β-TCP复合支架（浓度从低到高分别为L

组、M组、H组）。使用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射分析仪分别检测支

架的微观形貌、元素分布、物相；然后分别测量支架的孔径、孔隙率、力学性能、

亲水性及药物释放规律。结果显示五组支架均具有相互连通的大孔及微孔结构，

且孔径大小均匀，T组、D组、L组、M组、H组的孔径分别为（432.14±11.27）

μm、（431.92±10.22）μm、（430.36±10.17）μm、（432.16±10.01）μm、（431.98±10.14）

μm，差异无统计学意义（p0.05）。孔隙率分别为（50.17±0.95）%、（50.47±0.12）%、

I

（49.94±0.72）%、（50.15±0.91）%、（50.09±0.28）%，差异无统计学意义（p0.05）。

压缩模量分别为（25.5±5.3）、（25.2±2.19）、（25.6±3.48）、（25.6±4.14）、（25.3±6.19）

MPa，差异无统计学意义（p0.05）；五组支架均具有良好的亲水性。经PDA涂

层后的四组支架均含有N元素、且基底材料物相未发生改变，表面较T组支架

表面明显粗糙，可见大量细小颗粒结构；三组载药支架所负载的柚皮苷在前3天

释放较快，随后释放缓慢，至30天时，L组、M组、H组释放总量分别为0.217

mg、0.251mg、0.410mg。

2、使用CCK8实验、细胞活死染色实验、细胞黏附实验、碱性磷酸酶（Alkaline

phosphatase，ALP）染色检测了支架对MC3T3-E1细胞增殖、毒性、黏附及ALP

活性的影响。结果显示各组支架均无细胞毒性，其中H组支架促进细胞增殖的

能力最强（p＜0.001）、细胞黏附性能最佳、ALP活性最强。这一系列实验证实

了负载高浓度柚皮苷的3D打印NG/PDA/β-TCP复合支架生物相容性较好，并可

促进MC3T3-E1细胞的增殖、黏附及ALP活性，有望在骨组织工程中使用。

关键词：

3D打印；β-磷酸三钙；柚皮苷；骨组织工程；支架

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