DOI:10.1016/j.msec.2020.111112
引導性骨再生（GBR）膜對于通過防御軟組織的穿透來重建缺損骨組織是非常有必要的。聚乳酸（PLA）具有較高的機械強度和可生物降解性，因此其作為一種GBR膜受到了廣泛的關注。但是，PLA的骨傳導性差是一個主要問題。這項研究的目的是通過在纖維表面涂覆具有高度生物相容性的鉭（Ta）來改善纖維、電紡、PLA引導的骨再生膜的骨傳導性。通過在聚乳酸纖維周圍濺射Ta離子，制備了電紡聚乳酸膜的Ta涂層。經Ta涂覆的PLA（Ta-PLA）膜保持隨機排列的纖維結構，沒有濺射引起的缺陷。Ta-PLA膜的化學成分表明Ta涂層已很好地沉積在PLA纖維上。盡管與裸PLA膜相比，Ta-PLA的機械強度有所降低，但由于其包覆結構，Ta涂層不易從單個PLA纖維表面剝離，這表明PLA纖維上的Ta涂層具有很高的機械穩定性。體外細胞試驗表明，與裸PLA相比，Ta-PLA膜可顯著促進成骨細胞的附著、增殖和分化。在體內動物試驗中，Ta-PLA組的大部分顱蓋骨缺損在六周內被新生骨覆蓋，而裸PLA組中的缺損很少被覆蓋。此外，Ta-PLA組的骨愈合程度與膠原膜上觀察到的愈合程度相當，膠原膜是一種具有高度生物活性的材料。這些結果表明，Ta-PLA具有優異的骨傳導性，特別適合用作引導性骨再生膜。
圖1.兩步合成Ta-PLA電紡膜的示意圖。（A）PLA溶液的靜電紡絲工藝，（B）通過直流濺射沉積將Ta涂覆到PLA膜上
圖2.（A）裸PLA和（B）Ta-PLA電紡膜的SEM圖像，以及（C）Ta-PLA纖維的橫截面圖像
圖3.（A）裸PLA、（B）Ta-PLA電紡膜和（C）Ta 4f區的高分辨率XPS光譜
圖4.（A）裸PLA和Ta-PLA膜的代表性應力-應變曲線和（B）DSC曲線（Tg：玻璃化轉變溫度，Tc：結晶溫度，Tm：熔融溫度）
圖5.Ta-PLA電紡膜經（A）0％、（B）2％、（C）5％和（D）10％應變的拉伸試驗后的SEM圖像
圖6.附著在（A）裸PLA、（B）Ta-PLA膜上的MC3T3-E1細胞的CLSM圖像，（C）培養3天和6天后膜的細胞活力以及（D）培養14天后的ALP活性（*p<0.05，**p<0.005）
圖7.植入6周后裸PLA膜和Ta-PLA膜治療的顱骨缺損的Micro CT 3D圖像（*p<0.05）
圖8.在第6周，（A，C）裸PLA和（B，D）Ta-PLA組新生骨的Masson三色染色的組織學圖像。新骨區域如圖（E）所示，（A）和（B）中的紅色方框區域分別在（C）和（D）中進一步放大。黑色和黃色箭頭分別指示骨缺損和骨細胞的邊緣。（*p<0.05）
