負載BMP-6的功能納米結構涂層殼聚糖雙層屏障膜

DOI:0.1007/s10856-019-6331-x

本研究開發了一種殼聚糖基多功能雙面屏障膜，用于牙周炎的治療。膜的多孔表面涂有通過微波仿生法生產的類骨狀羥基磷灰石（HA），并加入骨形態發生因子6（BMP-6）以增強殼聚糖的生物活性。膜的該表面設計成與因牙周炎而受損的硬組織接觸。另外，在與炎癥軟組織接觸的無孔膜表面涂上電紡聚己內酯（PCL）纖維，以防止上皮細胞向缺損區遷移。PrestoBlue，掃描電子顯微鏡（SEM）和實時PCR結果表明，盡管膜的多孔表面促進MC3T3-E1前成骨細胞的增殖和分化，膜的無孔表面卻不允許上皮馬達氏牛腎（MDBK）細胞遷移。該研究開發的屏障膜可生物降解，易于操作，對上皮細胞具有成骨活性和不活性。因此，通過將這種膜植入受損的牙周組織，可以實現骨再生，并保持牙周組織的完整性。

圖1本研究中開發的多功能雙面屏障膜的示意圖

圖2殼聚糖膜的SEM圖像。膜空氣側的表面結構：a×100；b×500；膜的培養皿側的表面結構：d×100；c×1000。e×500；f×1000膜的橫截面：甘油處理前g×150；h×250，甘油處理后i×150；j×250

圖3膜表面HA涂層的SEM圖像：a×1,000；b×10,000；c×30,000；d HA涂層的EDX光譜。膜表面PCL纖維的SEM圖像：e PCL纖維，收集時間：3分鐘，×500；f PCL纖維，收集時間：7分鐘，×500

圖4 a濕、干HA/Ch膜，b濕、干HA/Ch/PCL膜的應力-應變曲線

圖5 a）在Ch、HA/Ch、HA/Ch+BMP-6和HA/Ch/PCL膜上培養的MC3T3-E1細胞的PrestoBlue結果。統計學上的顯著差異，n=3：當對照組為Ch時，*p<0.05，**p<0.01；當對照組為HA/Ch時，#p<0.05，##p<0.01，###p<0.001。b）BMDBK細胞在Ch、Ch/PCL和HA/Ch/PCL膜上培養。統計學顯著差異，n=3：當對照組為Ch時，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.00；當對照組為Ch/PCL時，#p<0.05，##p<0.01，###p<0.001

圖6不同培養時間殼聚糖膜上生長的MC3T3-E1細胞的SEM圖像：Ch：a×5000；e×2500；i×5000；HA/Ch：b×2500；f×2500；j×2500；HA/Ch+BMP-6：c×1000；g×1000；k×1000；HA/Ch/PCL：d×5000；h×5000；l×5000

圖7不同培養時間在殼聚糖膜上生長的MDBK細胞的SEM照片：Ch：a×5000； d×250；Ch/PCL：b×2500；e×2500；HA/Ch/PCL：c×5000；f×1000

圖8.在Ch、HA/Ch、HA/Ch+BMP-6和HA/Ch/PCL膜上培養的MC3T3-E1細胞的成骨細胞分化。統計學上的顯著差異，n=3：當對照組為Ch時，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001；當對照組為HA/Ch時，#p<0.05，##p<0.01，###p<0.001；?p<0.05，??p<0.01，???p<0.001，對照組為HA/Ch+BMP-6