【摘要】：支架材料具有相互貫通的多孔結構,有利于營養(yǎng)物質的交換以及細胞長入,促進新生組織細胞外基質的構建,是一種理想的傷口組織修復材料。然而,目前傷口組織修復支架材料的設計,大多為提高其生物相容性,而忽略了材料和傷口修復微環(huán)境中的各種生理信號的相互整合,從而影響傷口修復效率。傷口組織再生過程涉及了多種生理信號的協(xié)同作用,在傷口再生過程中扮演著重要的角色。其中,生理電信號在傷口再生過程中能夠調控細胞行為并促進組織再生;過量的活性氧/自由基將會導致傷口處產(chǎn)生氧化應激,誘導細胞的氧化損傷阻礙再生。因此,為了加速傷口愈合效率,需要針對傷口處特殊微環(huán)境設計傷口敷料,采用活性材料協(xié)調生理信號促進組織再生�；诜沦O貝化學,本論文設計了一種具有良好機械性能、電活性以及抗氧化的多功能生物活性支架。研究了支架的結構成分與其機械性能、電活性以及抗氧化性之間的關系,并且探究了支架的生理響應對組織再生的影響。主要的研究內容包括以下兩個部分:第一,通過仿生貽貝粘附化學的方法制備出了具有良好生物活性的天然高分子支架。利用兒茶酚羥基的還原性以及粘附性,采用多巴胺將氧化石墨烯進行還原得到具有良好導電性的還原氧化石墨烯(pGO);同時酚羥基可以修飾在還原氧化石墨烯的表面,賦予還原氧化石墨烯還原性。此外兒茶酚羥基以及氨基等官能團的引入也會大大提升pGO的分散性。然后再將pGO分散到殼聚糖(CS)和絲素蛋白(SF)的水溶液中,通過雙交聯(lián)以及冷凍干燥技術制備出具有良好電活性以及抗氧化性能的pGO-CS/SF復合支架。結果發(fā)現(xiàn),pGO的引入可以作為納米增強劑增強pGO-CS/SF支架的機械性能。同時由于pGO良好的導電性以及抗氧化性能,可以賦予pGO-CS/SF支架具有良好的導電性,以及對DPPH自由基和羥基自由基良好的清除能力。第二,通過細胞實驗和動物實驗探究了pGO-CS/SF復合支架對于傷口修復過程中的氧化還原信號和生理電信號的調節(jié)作用。首先,將成肌細胞(C2C12)細胞接種在材料上并通過高通量電刺激裝置施加模擬電信號,結果發(fā)現(xiàn)在外界模擬電信號的刺激下,C2C12細胞可以有效的增殖,同時細胞的形態(tài)也會隨著電場的作用發(fā)生取向。此外,我們通過刺激巨噬細胞(RAW.2647)探究了pGO-CS/SF支架對于氧化還原信號的調節(jié);結果表明,pGO-CS/SF支架可以有效地清除環(huán)境中的活性氧(ROS)組分,降低細胞的氧化應激。體內全層皮膚缺損模型結果表明由于具有良好的電活性以及抗氧化性能,pGO-CS/SF支架具有優(yōu)異的傷口組織修復能力。綜上所述,我們通過仿貽貝化學的方法制備了一種兼具電活性以及抗氧化性能的生物活性支架。該支架可以通過調節(jié)氧化還原信號以及生理電信號促進傷口組織的再生。本研究為傷口組織再生材料的研發(fā)提供了一種新思路。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TQ317
【圖文】：

Figure 1-2 Wound current and tissue regeneration. (a) Generation of wound current. (b) Electricstimulation and cell migration, differentiation and proliferation圖 1-2 傷口電流和組織再生。（a）傷口電流的產(chǎn)生[15]。（b）電刺激和細胞的遷移，分化和增殖1.2.2 電刺激調控細胞行為電信號調節(jié)細胞的行為，主要是其直接作用于細胞質、細胞膜以及細胞內蛋白[8]細胞質中含有大量的離子和帶電蛋白等電解質，并且處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)；當外電信號刺激作用到細胞時，原本的電解質的動態(tài)平衡將會發(fā)生變化，其電解質分子運動以及濃度分布發(fā)生改變[18]。除了電解質之外，電信號也可以調節(jié)細胞膜上離子進出。這主要是由于外界的 EF 可以擾亂跨膜電位，改變了細胞膜上的蛋白質而調節(jié)子穿過細胞膜[19]。此外，電信號還會對蛋白質偶極矩與電調膜電位進行調節(jié)，引起面分子的電泳積聚或通過調節(jié)膜蛋白的構象狀態(tài)的變化[20]。通過對細胞內帶電物質

本研究技術路線圖

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