幾丁奈米纖維促進骨母細胞的活性與礦物化作用

CHITOSAN NANOFIBER INCREASES ACTIVITIES OF OSTEOBLAST AND STIMULATES CELL MINERALIZATION

賴建豪(Chien-Hao Lai)

指導教授 ： 陳瑞明

臺北醫學大學/醫學院/醫學科學研究所/碩士(2013年)

摘要

幾丁聚醣(Chitosan)是一個天然聚合物，有許多生物和機械性能，是目前廣泛應用在組織工程的生醫材料。臨床上，常被使用在皮膚傷口敷料、透析膜和手術縫線等。奈米為10-9公尺而過去文獻發現具有奈米特性的材料，能促進細胞增生、分化顯著提高體外和體內的細胞功能。本研究以靜電紡絲(electrospinning)製成幾丁聚醣奈米纖維(Chitosan nanofibers, Chi-NF)，利用高度分化特性的前趨骨母細胞(preosteoblasts)，探討幾丁聚醣奈米纖維對前趨骨母細胞是否具有細胞毒性及其對於細胞活性的影響。從外觀觀察，幾丁聚醣奈米纖維呈現白色薄膜狀。利用電子顯微鏡觀察時，可以很明顯的看到靜電紡絲呈現一絲一絲的纖維狀並解具有高程度的孔隙比率。細胞實驗方面，幾丁聚醣奈米纖維不僅不會對骨母細胞產生毒性，骨母細胞亦能貼附在幾丁聚醣奈米纖維上，而貼附的細胞形態呈現較為圓形。以BrdU assay觀察增生情況，貼附在材料上面的細胞數目會隨著天數改變而增加。我們也利用RT-PCR分析骨母細胞增生、分化相關因子的基因。增生、貼附的表現因子Collage type I並不會因為時間的變化而有所改變。但是，分化的表現因子中Runx2 mRNA levels和鹼性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP) mRNA levels會隨著天數變化而增加表現。我們也針對ALP蛋白進行染色，在第21天的結果中，幾丁聚醣奈米纖維的ALP activities表現也較好，細胞有明顯的細胞聚集並且有紅色節點。分化後期的骨鈣素(Osteocalcin, OCN)在幾丁聚醣奈米纖維中培養28天後細胞核明顯皺縮而且聚集也會大量表現。依照結果推論幾丁聚醣奈米纖維能促進骨母細胞分化、以及礦物化。總和以上結果，除了本身既有的促進骨母細胞活性之外，幾丁聚醣奈米纖維是一種可朔性高的材料，並且結構上的胺基使得材料相當容易接上生物因子。如果我們將幾丁聚醣奈米纖維接上特定的生長因子亦可以大大增加應用於臨床上的可行性。

關鍵字

骨缺損 ； 幾丁奈米纖維 ； 骨母細胞 ； 細胞增生作用 ； 細胞分化作用 ； 細胞礦物化作用

並列摘要

無資料

並列關鍵字

bone defec ； chitosan nanofiber ； osteoblasts ； cell proliferation ； cell differentiation ； cell mineralization

參考文獻

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