纳米Ag-SiO2聚氨酯的体外细胞毒性评价
In vitro cytotoxicity of nanoAg-SiO2 polyurethane materials
摘要
背景：为改善聚氨酯材料的抗菌性能，前期研究中合成了纳米Ag-SiO2聚氨酯材料。
目的：比较7种含不同质量分数纳米Ag-SiO2聚氨酯材料的体外细胞毒性。
方法：将纳米Ag-SiO2与聚氨酯以熔融共混方式制备成含纳米Ag-SiO2，质量分数分别为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，5.0%的聚氨酯材料。以上述7种聚氨酯材料浸提液、高密度聚乙烯浸提液(阴性对照)、0.1%苯酚液浸提液(阳性对照)分别培养L929细胞24，48，72 h后，并设置试剂对照(含体积分数10%胎牛血清的RPMI 1640液体培养基)和空白对照(不加细胞，只加含体积分数10%胎牛血清的RPMI 1640液体培养基)。采用MTT比色法定量检测各组细胞相对增殖率，并进行毒性反应分级；同时在显微镜下观察细胞形态。
结果与结论：7种含不同质量分数纳米Ag-SiO2聚氨酯材料组、试剂对照组、阴性对照组细胞贴壁良好，形态正常，胞体丰满，胞质、核质分布均匀，细胞相对增殖率均大于80%，毒性反应分级均为1级，且随着纳米Ag-SiO2质量分数的降低，体外细胞毒性渐小、生物相容性更好。随培养时间延长，阳性对照组细胞相对增殖率逐渐降低，72 h后细胞相对增殖率降至8.7%，与其他组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，细胞萎缩、变圆、漂浮、片状脱落。表明7种含不同质量分数纳米Ag-SiO2聚氨酯材料均具有良好的体外细胞相容性，毒性反应分级均为1级，符合医用材料体外实验要求。
关键词 ： 生物材料； 纳米生物材料； 纳米Ag-SiO2； 聚氨酯； 体外； L929细胞； 细胞相对增殖率； 细胞毒性； 抗菌性能； MTT比色法； 省级基金； 生物材料图片文章；
研究亮点:
1
聚氨酯具有良好的生物相容性，被广泛用作人工假体材料。银离子具有广谱的抗菌作用。作者自主研制的纳米Ag-SiO2聚氨酯材料可以有效抗菌，含有低浓度纳米Ag-SiO2的聚氨酯材料对人体没有明显的毒副反应。
2 实验首次将纳米Ag-SiO2混入聚氨酯材料中，并采用体外细胞毒性实验进行评价。
3 成纤维细胞是来源于中胚层最主要的细胞之一，L929细胞系是目前细胞毒性实验中应用最早、最广泛的细胞系，是细胞毒性实验中的标准细胞系之一，因此实验选择小鼠成纤维细胞L929作为医用材料体外细胞毒性测试的标准细胞。
4 MTT比色法可灵敏地反映材料对细胞增殖的影响，从而用于评估其毒性，因此，实验选择了MTT比色法来评价纳米Ag-SiO2聚氨酯材料的体外细胞毒性。
5 结果显示，聚氨酯材料中混入纳米Ag-SiO2使聚氨酯具有良好的抗菌性能，纳米Ag-SiO2聚氨酯植入体内可防止细菌感染引起的材料植入并发症。
6 实验只进行了纳米Ag-SiO2聚氨酯的体外细胞毒性实验，体内与体外的生化环境不同，需进一步深入研究材料的体内毒性。