含BGN温敏粘接剂的制备及其对屏障膜的固定性能研究

摘要

目的 探讨含生物活性玻璃纳米颗粒的温敏型粘接剂对屏障膜的固定性能及增强引导骨再生（guided bone regeneration,GBR）的能力，为GBR术中屏障膜固定提供新方案。方法 通过自由基聚合构建以丙烯酸甲氧基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺和原儿茶酸为基础粘接剂，掺入生物活性玻璃纳米颗粒（bioactive glass nanoparticle,BGN）制备温敏型粘接剂M2NP@BGN(methoxyethyl acrylate-co-N-isopropylacrylamide-coprotocatechuic acid@Bioactive glass nanoparticle)。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对基础粘接剂M2NP进行合成表征，利用扫描电镜、流变仪对BGN掺入后的温敏粘接剂M2NP@BGN(BGN浓度为1mg/mL)进行合成表征。随后调控BGN的浓度（0.1 mg/mL、0.5 mg/mL、1 mg/mL、2 mg/mL），利用万能试验机评估各组材料的粘接强度和机械强度，并采用CCK-8细胞增殖与毒性实验和溶血实验评估各组材料生物相容性，以优选出性能最佳的粘接剂配比。将优选的材料浸提液与小鼠骨髓间充质干细胞共孵育，通过RTqPCR、碱性磷酸酶染色和茜素红染色检测其体外促成骨能力。最后，建立大鼠下颌骨缺损模型，并充填骨粉，随后采用不同方式固定屏障膜，分为M2NP@BGN(BGN浓度为1 mg/mL)固定组（M2NP@BGN组）、钛钉固定组（Nail组）及未固定组（Negative组），于术后8周通过微计算机断层扫描技术和组织学染色分析其体内引导骨再生效果。结果 成功构建了M2NP@BGN(BGN浓度为1 mg/mL)粘接剂，在湿热环境下能快速成胶。其中BGN浓度为1 mg/mL的粘接剂在37°C湿条件下粘接强度最高（P<0.001），机械强度明显增强（P<0.001），且各组材料细胞活性>80%，溶血率<5%，生物相容性良好。M2NP@BGN(BGN浓度为1 mg/mL)还能上调成骨基因Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)和Ⅰ型胶原（collagen typeⅠ，ColⅠ）的表达（P<0.001），并增强成骨分化标志物的活性（P<0.05）。动物实验表明，与Negative组和Nail组相比，M2NP@BGN(BGN浓度为1 mg/mL)组能显著增加新生骨的体积分数（P<0.05）和成熟度。结论 M2NP@BGN(BGN浓度为1 mg/mL)兼具优异的湿粘接性和促成骨活性，能够增强屏障膜的骨增量效果，为GBR术提供了一种具有临床转化潜力的新固定方案。

关键词

引导骨再生 / 屏障膜 / 固定 / 粘合剂 / 生物活性玻璃纳米颗粒 / 湿粘接 / 温敏材料 / 骨缺损 / 骨修复 / 成骨分化