胶原/氧化透明质酸复合水凝胶支架的制备与表征(2)
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2 结果
21 透明质酸的氧化与表征
透明质酸分子中两个相邻的羟基被强氧化剂高碘酸钠氧化为醛基，通过控制高碘酸钠和透明质酸的比例可以得到具有不同氧化度的氧化透明质酸。经氧化改性后的透明质酸，其水溶液的粘度有一定的降低。从FTIR可以看出，透明质酸在氧化前后的红外吸收基本保持一致，说明这种程度的氧化反应对透明质酸的整体分子结构没有重大影响，这对于保持透明质酸与细胞之间的相互作用位点，保持其生物活性是很重要的。在1732 cm(Vc=o)的位置，氧化后的透明质酸出现了一个微弱的新吸收，这是氧化后产生的醛基结构的伸缩振动吸收。由于其位置与透明质酸自身的吸收非常接近，大部分醛基的吸收被透明质酸的吸收所屏蔽，因此这一新出现的吸收表现为一个很微弱的肩峰形式，但是仍然可以在谱图中辨别出来。此外，通过碱消耗法测定，所制备的氧化透明质酸其氧化度为40%，说明透明质酸的双羟基被氧化为醛基，且氧化度由高碘酸钠和透明质酸的比例所控制。
22 胶原/氧化透明质酸复合水凝胶的制备与表征
氧化透明质酸的水溶液可与调节至中性的胶原溶液均匀混合，在中性条件下，胶原分子的氨基可与透明质酸氧化后得到的醛基发生反应形成Schiff碱结构，实现一定程度的化学交联，且胶原在中性环境中当温度升高至37℃时，纤维发生重排形成水凝胶。水凝胶含水量的测定表明，氧化透明质酸不同添加量的复合水凝胶和纯胶原水凝胶的含水量均在970%(±01)左右，表明其可以良好的支持细胞培养介质和代谢产物的交换，为细胞提供仿生的生长环境，适合细胞生长增殖。表1为复合水凝胶中的透明质酸含量，从表中可以看出，所测得的经浸泡处理的复合水凝胶支架中透明质酸的实际含量与理论含量基本相符，这表明已经将透明质酸有效地固定到复合水凝胶支架材料中。
用TNBS法测定复合水凝胶(所添加的透明质酸氧化度为40%，添加比例为10∶1、20∶1和40∶1，胶原/透明质酸，w/w)的主体材料胶原中的氨基含量，可以计算得到胶原与氧化透明质酸的交联度，结果如表2所示。可以从中看出，当透明质酸的氧化度为40%时，随着透明质酸添加量的增大，复合水凝胶中胶原与氧化透明质酸的交联度随之提高，这也能在一定程度上增强胶原水凝胶的力学强度。
23 生物相容性评价
将软骨细胞与水凝胶复合后进行体外培养，图2为软骨细胞/水凝胶复合培养3 d后的照片，如图所示，包埋细胞后的水凝胶保持了良好的性状，复合水凝胶发生了一定的收缩(水凝胶初始直径为15 mm)，表明水凝胶中细胞生长状态良好，这主要是由于细胞的生长对材料有一定的力学作用，最终水凝胶的收缩状态是由支架材料本身的力学强度和支架中细胞的生长状态共同决定的。
软骨细胞在水凝胶支架中包埋培养1周后的激光共聚焦显微镜照片，从A1、B1、C1和D1可以看出软骨细胞在水凝胶中的分布状态，A2、B2、C2、D2可以看出软骨细胞在其中的形态。从结果中可以看到，软骨细胞在各水凝胶材料中分布均匀，其表型保持良好，且可以看出添加了透明质酸的各复合水凝胶中的细胞生长状态优于纯胶原水凝胶，细胞有一定的增殖，呈圆形，几乎没有发现死细胞。
3 讨论
透明质酸经高碘酸钠氧化改性后，与胶原发生反应，被有效地固定于胶原基复合水凝胶中，避免了透明质酸从支架材料中的溶出，所得到的复合水凝胶材料性状良好、具有良好的细胞相容性。软骨细胞在水凝胶中能够均匀分布，且活性良好，透明质酸的添加对软骨细胞表型的保持有一定的促进作用，此胶原/氧化透明质酸复合水凝胶可望成为一种良好的软骨组织工程支架材料。
参 考 文 献
[1] 郝彤, 刘暾, 吕双红, 等.采用温敏性壳聚糖水凝胶体外构建组织工程化软骨的实验研究 解放军医学杂志,2007,32(5):500502.
[2] Lyuba I,Mikhalovska, Vlad M Gunko, et al Characterization of the nanoporous structure of collagenglycosaminoglycan hydrogels by freezingout of bulk and bound water Biomaterials, 2006,27:35993607.
[3] Yi Hong, Yihong Gong, Changyou Gao, et al.Collagencoated polylactide microcarriers /chitosan hydrogel composite: Injectable scaffold for cartilage regeneration Wiley Periodicals, 2007:628637.
[4] Stephanie K Seidlits, Zin Z,et al The effects of hyaluronic acid hydrogels with tunable mechanical properties on neural progenitor cell differentiation Biomaterials,2010,31:39303940 ......
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