原位负载氧化石墨烯和成骨肽的新型多孔支架

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新型生物材料用于在不降低肽生物活性的情况下在支架中控制递送成骨肽

采用原始低温3D打印方法制备一种原位负载氧化石墨烯(GO)和骨形态产生蛋白(BMP)-2样肽(PTG/P)的新型生物活性聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)/β-磷酸三钙(β-磷酸三钙)复合支架。
    

该支架在机械性能上与人体松质骨相当，并且多孔。氧化石墨烯的加入进一步提高了支架的润湿性和机械强度。原位装载的肽在延长的时间内保持高水平的生物活性，并且在支架中装载去氧核糖核酸进一步调节肽的释放，从而使其更持久。

PTG/磷支架促进大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞内生长，促进成骨分化。此外，体内研究表明，具有持续递送肽的新型PTG/磷支架可显著促进严重骨缺损中的骨再生。

因此，具有定制形状、提高的机械强度、持续的肽递送和优异的成骨能力的新型生物活性PTG/磷支架在骨组织再生中具有巨大的潜力。

肽和COL-1首先被吸附到氧化石墨烯纳米片上，然后被装载到PLGA/β-磷酸三钙/磷酸二钙溶液中，形成用作印刷油墨的复合乳液。
加入到混合物中的胶原溶液和去离子水保护肽的生物活性不受有机溶液的影响。之后，可以通过低温3D打印来构建具有设计形状和宏观结构的PTG/P支架，保证了肽的高负载水平。

体外rMSC成骨分化和体内骨再生是通过肽的控制释放和支架的独特形态实现的。此外，GO中的官能团可以与肽中的氨基相互作用，这种相互作用也有助于控制肽的释放速率。这种设计非常有利于骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。

而荧光显微照片清楚地显示骨髓间充质干细胞已经成功地附着到支架上并且扩散良好。在所有组中都观察到明显的肌动蛋白丝。

与PTG和PTG/磷支架相比，在0.025、0.05 PTG/磷和0.1 PTG /磷支架上的骨髓间充质干细胞中表达了大量的肌动蛋白丝和更多的纽蛋白粘附斑，表明骨髓间充质干细胞具有良好的初始粘附性。

使其在支架中加入去氧核糖核酸对骨髓间充质干细胞的粘附和成熟有积极的影响。

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