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可注射羟乙基壳聚糖基水凝胶理化性能及其对人牙髓细胞增殖和成牙本质向分化的作用

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【作者】 曹春玲杨聪翀屈小中韩冰王晓燕

【Author】 CAO Chun-ling;YANG Cong-chong;QU Xiao-zhong;HAN Bing;WANG Xiao-yan;Department of Cariology and Endodontology,Peking University School and Hospital of Stomatology & National Clinical Research Center for Oral Diseases & National Engineering Laboratory for Digital and Material Technology of Stomatology &Beijing Key Laboratory of Digital Stomatology;College of Materials Science and Opto-electronic Technology,University of Chinese Academy of Sciences;

【通讯作者】 韩冰;王晓燕;

【机构】 北京大学口腔医学院·口腔医院牙体牙髓科国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室口腔数字医学北京市重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院

【摘要】 目的:制备羟乙基壳聚糖(glycol-chitosan,GC)基单/双网络水凝胶,比较人牙髓细胞(human dental pulp cells,h DPCs)在水凝胶内三维培养增殖和分化情况,探究GC基单/双网络水凝胶及其理化性能对h DPCs生物学行为的影响。方法:制备不同组成配比的GC基单网络水凝胶(GC31)和GC基双网络水凝胶(DN3131、DN6262)。用双联注射器在恒力下推注GC基单/双网络水凝胶,测定其可注射性能。用失重法测定水凝胶的体外耐降解性能,并用万能力学试验机测定材料断裂应力。在水凝胶内包封h DPCs进行三维培养,用CCK-8法和Calcein-AM/PI活死细胞染色法测定h DPCs的增殖情况。成牙本质向诱导培养14 d后,用实时荧光定量PCR(real-time quantitative reverse transcription PCR,RT-PCR)测定各组成牙本质向分化相关基因牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)、牙本质基质蛋白(dentin matrix protein-1,DMP-1)和矿化相关基因碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的表达变化,用Von Kossa染色法观察矿化结节的形成。结果:3组水凝胶均具有良好的可注射性能,GC31推注时间最短,DN6262推注时间较DN3131长(P <0.05)。GC31水凝胶在体外降解速率高于双网络水凝胶组(P <0.05),DN3131和DN6262的降解速率差异无统计学意义(P> 0.05)。GC31断裂应力为1.10 k Pa,DN3131和DN6262断裂应力分别为7.33 k Pa和43.30 k Pa,双网络水凝胶的抗压缩性能较单网络水凝胶有明显增强。h DPCs在3种水凝胶内均处于良好的增殖状态,GC31组的增殖能力高于DN3131和DN6262组(P <0.05),DN3131组的增殖能力高于DN6262组(P <0.05)。在成牙本质向诱导培养14 d后,DN3131和DN6262组的DSPP、DMP-1、ALP表达水平较GC31组升高(P <0.05),DN3131和DN6262组的DMP-1和ALP表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。DN3131和DN6262组体外培养2周后均可见明显生成棕黑色的团块状矿化结节,而GC31组仅观察到浅棕色钙沉积染色,为零星颗粒状散在分布。结论:不同组成配比的GC基单/双网络水凝胶均满足可注射需求,GC单网络水凝胶力学性能较低,h DPCs在其中表现出更好的增殖能力;而双网络水凝胶具备更好的耐降解性能和更高的力学性能,h DPCs在其中表现出更好的成牙本质向分化潜力和矿化潜力。

【基金】 国家自然科学基金(81771061,81400562)~~
【所属期刊栏目】 论著 (2020年01期)
  • 【DOI】10.19723/j.issn.1671-167X.2020.01.002
  • 【分类号】R781.3
  • 【下载频次】122
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