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背景及目的:由创伤引起的骨缺损在临床上十分常见。骨缺损疾病具有自我修复困难和并发症多等特点,其修复一直是临床上面临的重大挑战。目前,组织工程骨已成为一种很有临床前景的骨缺损治疗手段。然而,如何快速地实现组织工程骨支架的血管化,进而促进骨缺损修复的临床问题至今尚未解决。在组织再生和修复过程中,内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells,EPCs)可被募集到缺血和损伤部位,促进血管生成和损伤组织自我修复。遗憾的是,EPCs的低归巢能力限制了其促进血管化及大面积损伤组织自我修复的潜力。已有研究发现,SP肽(Neuropeptide substance P)具有较强的动员和招募EPCs的能力,可促进血管生成,进而促进组织修复。因此,本课题拟通过构建SP肽修饰的PCL/PGC纳米支架(PCL/PGC-SF-SP)以快速实现植入骨支架的血管化,并对其促进血管化和骨缺损修复的效果进行评价。主要研究内容和结果包括如下三个部分:①采用静电纺丝技术、自组装和点击化学方法构建骨支架并对其进行表征。扫描电镜(SEM)结果显示构建的支架具有纤维结构;激光共聚焦显微镜(LSCM)和X射线光电子能谱仪(XPS)检测结果显示SP肽成功地修饰在PCL/PGC纳米支架表面。同时,力学测试结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架具有良好的力学性质。②PCL/PGC-SF-SP纳米支架材料的亲疏水性和体外细胞相容性的评价。水接触角测试结果表明PCL/PGC-SF-SP纳米支架材料具有较好的亲水性。体外细胞实验结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架具有促EPCs增殖和粘附的能力。Transwell迁移实验和Matrigel成血管实验结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架具有显著促进EPCs趋化性迁移和血管化的能力。同时,茜素红染色结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架可促进MSCs成骨分化。③临界颅骨缺损模型中PCL/PGC-SF-SP纳米支架的原位血管化及其骨修复效果的评价。术后1周和4周的组织免疫荧光染色结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架能够显著促进EPCs的早期募集与快速血管化。术后8周的Micro-CT结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架具有显著促进骨组织再生的能力。同时,H&E染色结果显示PCL/PGC-SF-SP纳米支架植入处具有较为丰富的血管和骨再生组织。这一结果表明PCL/PGC-SF-SP纳米支架材料可促进骨缺损区域的快速血管化,进而有利于骨组织的再生。结论:本课题采用静电纺丝、自组装和点击化学等技术成功的构建可促进骨缺损区域血管化的PCL/PGC-SF-SP纳米支架,其具有快速的血管化及良好的骨缺损修复效果。本课题建立的血管化支架构建策略有望为解决骨支架面临的血管化及骨缺损修复应用中的技术难题提供指导。