DOI: 10.1038/s41598-020-79734-9
頜面部骨缺損的修復一直是一個棘手的問題，骨組織工程技術的興起為解決這一問題提供了新的策略。支架作為組織工程的重要組成部分，必須具有良好的生物相容性和骨誘導能力。在這項工作中，研究者采用靜電紡絲法制備了含不同濃度小檗堿（BBR）（25、50、75和100μg/mL）的小檗堿/聚己內酯/膠原蛋白（BBR/PCL/COL）支架。系統地研究了劑量對支架形態、細胞行為和體內骨缺損修復的影響。結果表明支架可以穩定釋放BBR長達27天。體外實驗表明，BBR/PCL/COL支架在25-75μg/mL濃度范圍內具有良好的生物相容性，而50和75μg/mL的支架可顯著促進牙髓干細胞的成骨分化。將含50μg/mL BBR的支架植入大鼠臨界骨缺損處，以評估其體內骨修復的能力。結果表明，BBR/PCL/COL支架比聚己內酯/膠原蛋白（PCL/COL）支架具有更好的性能。總體而言，該研究首次評估了BBR/PCL/COL電紡支架的體內骨修復能力。結果表明，BBR/PCL/COL支架在組織工程骨再生治療中具有廣闊的應用前景。
圖1.支架的形態和元素組成。（A）PCL/COL支架（a）和BBR/PCL/COL（25、50、75和100μg/mL）支架（b-e）的SEM圖像。（B）支架的Cl元素組成。
圖2.支架的特征。（A）支架的水接觸角分析。（B）PCL/COL支架，BBR/PCL/COL（25、50、75和100μg/mL）支架和BBR粉末的XRD譜圖。（C）BBR/PCL/COL（25、50、75和100μg/mL）支架的BBR累積釋放結果。
圖3.在支架上培養的DPSCs的形態和增殖。（A）在支架上共培養1天和3天后的DPSCs的DAPI和免疫細胞化學染色。（B）在支架上培養7天的DPSCs的形態。（a）PCL/COL支架；（b，c，d，e）BBR/PCL/COL（25、50、75和100μg/mL）支架。（C）第1、3、5、7天在不同支架上培養的DPSCs的增殖率。“＃”是指對照組和實驗組之間的比較，P<0.05；“*”表示實驗組之間的比較，P<0.05。
圖4.在支架上培養的DPSCs的成骨分化。（A）在支架上共培養7天（a）和14天（b）后的DPSCs的ALP活性。（B）在支架上共培養7天和14天后的DPSCs中，ALP、BMP2、COL-1和Runx2的基因表達。“＃”是指對照組和實驗組之間的比較，P<0.05；“*”表示實驗組之間的比較，P<0.05。
圖5.植入4周和8周后，大鼠顱骨缺損的顯微CT 3D重建圖像。
圖6.植入4周和8周后骨相關參數的定量分析。“*”表示對照組和實驗組之間的比較，P<0.05。
圖7.植入后第4和第8周大鼠顱骨缺損的H＆E染色。
圖8.高倍放大下缺損部位的H＆E和Masson染色。F，纖維組織；BO，Bio-oss；NB，新骨；SF，支架。
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