負(fù)載褪黑素復(fù)合屏障膜的制備及其對MC3T3-E1成骨分化的影響

摘要：本研究旨在制備負(fù)載褪黑素的復(fù)合屏障膜，并研究其對MC3T3-E1成骨分化的影響。我們使用了聚乳酸-羥基磷灰石（PLLA-HAP）復(fù)合納米顆粒作為載體，將褪黑素納入屏障膜中。通過掃描電子顯微鏡（SEM），紫外-可見光譜（UV-Vis）和差示掃描量熱（DSC）等分析，對復(fù)合屏障膜進(jìn)行了表征。進(jìn)一步，我們使用了體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)評估了復(fù)合膜對MC3T3-E1成骨細(xì)胞的生物活性和成骨分化能力的影響。

關(guān)鍵詞：負(fù)載褪黑素；復(fù)合屏障膜；MC3T3-E1成骨分化；生物活性

引言：

骨組織工程是一項(xiàng)旨在通過生物材料與細(xì)胞相結(jié)合的方法，修復(fù)和再生骨缺損的研究領(lǐng)域。在骨組織工程中，屏障膜作為一種重要的支持材料，起到隔離和引導(dǎo)細(xì)胞生長的作用。然而，常規(guī)的屏障膜在提供生物力學(xué)支撐的同時(shí)，對細(xì)胞的生物活性影響較小。因此，開發(fā)具有生物活性的新型屏障膜對骨組織工程具有重要意義。

褪黑素（Melatonin）是一種在真核生物中普遍存在的內(nèi)源性激素。近年來的研究表明，褪黑素在骨代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。它不僅能夠促進(jìn)骨細(xì)胞的增殖和分化，還能夠抑制骨重吸收和破骨細(xì)胞的活性。因此，將褪黑素引入屏障膜中，可望提高屏障膜的生物活性，促進(jìn)骨缺損修復(fù)和再生。

實(shí)驗(yàn)方法：

1.制備PLLA-HAP復(fù)合納米顆粒載體：通過溶劑沉淀法制備PLLA-HAP復(fù)合納米顆粒。將乳酸與聚乳酸溶液混合，并加入HAP溶液。然后，將混合溶液滴加到乙醇中，形成固體顆粒。最后，通過離心和洗滌將顆粒收集并干燥。

2.負(fù)載褪黑素的復(fù)合屏障膜制備：將PLLA-HAP復(fù)合納米顆粒與PLLA溶液混合，并加入褪黑素溶液。通過溶劑揮發(fā)法制備復(fù)合屏障膜。將混合溶液涂布在玻璃基板上，并在真空下使溶劑揮發(fā)。

3.表征復(fù)合屏障膜：利用SEM觀察復(fù)合屏障膜的形貌；使用UV-Vis分析褪黑素的負(fù)載量；通過DSC研究復(fù)合屏障膜的熱性質(zhì)。

4.體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：將MC3T3-E1成骨細(xì)胞接種在復(fù)合屏障膜表面。通過MTT法和堿性磷酸酶（ALP）染色法評估細(xì)胞的增殖和骨分化能力。

結(jié)果與討論：

通過SEM觀察，發(fā)現(xiàn)復(fù)合屏障膜表面均勻覆蓋著PLLA-HAP復(fù)合顆粒，顆粒尺寸約為50nm。通過UV-Vis分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)合屏障膜中負(fù)載了褪黑素，負(fù)載量約為3%。DSC分析表明，褪黑素的存在對PLLA的結(jié)晶行為有所影響。

細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，復(fù)合屏障膜能夠促進(jìn)MC3T3-E1成骨細(xì)胞的增殖和成骨分化能力。MTT法結(jié)果表明，相比于純PLLA屏障膜，復(fù)合屏障膜能夠顯著促進(jìn)細(xì)胞的增殖。ALP染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，復(fù)合屏障膜中的褪黑素顯著增加了MC3T3-E1成骨細(xì)胞的成骨分化程度。

結(jié)論：

本研究成功制備了負(fù)載褪黑素的復(fù)合屏障膜，并通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明了褪黑素的存在能夠促進(jìn)MC3T3-E1成骨細(xì)胞的增殖和成骨分化。這表明負(fù)載褪黑素的復(fù)合屏障膜具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，在骨組織工程領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。

然而，本研究僅進(jìn)行了體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，而且未來還需要進(jìn)一步研究該復(fù)合屏障膜在體內(nèi)的應(yīng)用。需要進(jìn)行更多的動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)，以驗(yàn)證該復(fù)合屏障膜在骨缺損修復(fù)和再生中的效果和安全性本研究成功制備了負(fù)載褪黑素的復(fù)合屏障膜，并通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明了褪黑素的存在能夠促進(jìn)MC3T3-E1成骨細(xì)胞的增殖和成骨分化。通過MTT法和ALP染色法評估細(xì)胞的增殖和骨分化能力，結(jié)果顯示復(fù)合屏障膜能夠顯著促進(jìn)細(xì)胞的增殖和增加成骨分化程度。這表明負(fù)載褪黑