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为解决骨再生难题，研究人员开展了明胶 / 磷酸钙 - 石榴（Punica granatum）纳米复合支架对人脱落乳牙干细胞（SHED）和人牙髓干细胞（HDPSCs）早期成骨分化影响的研究。结果显示该支架无细胞毒性且能促进细胞增殖和碱性磷酸酶（ALP）活性，对骨和牙组织工程有重要意义。
在骨组织修复领域，传统的治疗方法面临诸多挑战。严重的骨损伤难以依靠自身修复机制恢复，现有的治疗手段如金属植入物存在感染风险、生物相容性差等问题，而人工合成材料往往在力学性能和生物活性上难以平衡。因此，开发新型、高效且安全的骨修复材料成为了科研人员关注的焦点。
在这样的背景下，Tabriz 大学医学科学学院的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们致力于探究明胶 / 磷酸钙 - 石榴纳米复合支架对人牙髓干细胞早期成骨分化的影响。研究结果表明，该纳米复合支架不仅具备良好的物理化学性质，在细胞实验中还展现出促进细胞活力和早期成骨分化的能力。这一成果发表在《BMC Biotechnology》上，为骨和牙组织工程领域带来了新的希望。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，采用静电纺丝法制备含有石榴提取物的明胶 / 磷酸钙纳米复合支架，精确调控电压、工作距离和流速等参数，确保支架的质量。之后，运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和 X 射线衍射仪（XRD）对支架进行物理化学评估，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察支架的形态结构。在细胞实验方面，通过细胞活力测试（MTT 法）评估支架对细胞的毒性，使用特定试剂盒测定碱性磷酸酶（ALP）活性，以探究支架对细胞早期成骨分化的影响。
下面来看具体的研究结果。
- 物理化学评估：制备的纳米纤维平均直径为 131.6 ± 12.3nm，以多孔、单分散的网络纤维形式堆积，且无结构缺陷。TEM 图像显示石榴提取物与明胶混合，纤维上存在磷酸钙纳米颗粒。支架的孔径为 3 - 20μm，孔隙率达 81%。FTIR 和 XRD 结果表明成功制备了该材料，且未观察到新的相互作用。
- 拉伸强度：该支架在无水状态下具有较高拉伸强度，断裂伸长率为 40.60 ± 1.2MPa；在湿态下拉伸强度虽有所下降（35.24 ± 0.9MPa），但仍处于骨组织工程应用的最佳范围。
- 细胞毒性效应：与对照组（无材料的细胞）相比，两种细胞（HDPSCs 和 SHED）在接触支架后细胞活力百分比显著提高（p<0.05）。
- 生物降解性：在测试过程中，样品重量损失逐渐增加，30 天后支架降解 50%。
- 早期成骨分化：与对照组相比，两种细胞在接触支架后 ALP 活性显著增加（p<0.05），且该支架的 ALP 活性与用于成骨分化的明胶 - 羟基磷灰石支架无显著差异。
研究结论与讨论部分意义重大。从物理化学性质来看，该支架成功制备，纤维直径、孔隙结构等符合骨组织工程要求。细胞实验结果表明，支架无细胞毒性，能促进细胞增殖，这可能与石榴提取物中的雌激素样成分有关。同时，支架增强了 ALP 活性，有利于干细胞向成骨细胞分化。然而，该研究也存在一定局限性，如体外研究时间较短，对其他成骨相关因素（如 Runx2、OCN、BMP2）和茜素红染色的研究还需更长时间。未来还需开展体内动物实验，评估支架的长期效果、生物降解性以及与周围组织的相容性等。但总体而言，这项研究为骨和牙组织工程中新型支架的构建提供了重要的理论依据和实践基础，有望推动相关领域的进一步发展。
