本文選題：支架材料　切入點(diǎn)：多孔炭　出處：《湖南大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：因?yàn)閺幕颊呱砩汐@取種子細(xì)胞來源有限,所以如何實(shí)現(xiàn)種子細(xì)胞體外高活性快速擴(kuò)增成為組織工程及時(shí)治療患者的瓶頸問題之一。三維體外細(xì)胞培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)種子細(xì)胞體外高活性快速擴(kuò)增的有效途徑,而應(yīng)用三維多孔支架材料是該方案能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。本論文對(duì)體外組織工程三維支架材料制備與調(diào)控細(xì)胞增殖行為機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行了探索和研究,以奠定實(shí)現(xiàn)組織工程中種子細(xì)胞體外高活性擴(kuò)增的研究基礎(chǔ)。 本論文以發(fā)泡法、模板法制備多孔炭支架材料,并在此基礎(chǔ)上采用羥基磷灰石涂層對(duì)其進(jìn)行表面修飾,制備HA/多孔炭支架材料,用于實(shí)現(xiàn)成骨細(xì)胞體外高活性擴(kuò)增。該支架具有較高的平均開孔率(83.5%)和三維連通多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),孔徑分布為200-500gm,力學(xué)性能與多孔炭基體一致,表面細(xì)密的片／針狀羥基磷灰石涂層對(duì)提高細(xì)胞的增殖促進(jìn)作用明顯,并且加速細(xì)胞的附著行為。與傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)模型相比,HA/多孔炭支架材料能顯著提高細(xì)胞的增殖行為；經(jīng)過7d培養(yǎng)后,發(fā)泡法、模板法制備的HA/多孔炭支架材料的細(xì)胞增殖率分別為6.7倍、10.1倍,而在傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)的細(xì)胞增殖率僅為4.2倍。利用HA/多孔炭支架材料,初步設(shè)計(jì)小型灌注式生物反應(yīng)器構(gòu)建體外三維細(xì)胞培養(yǎng)模型,發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)7d后細(xì)胞數(shù)量為靜態(tài)培養(yǎng)的2.4倍。 本論文研究了溶劑鑄造和粒子溶出法制備淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料,并利用中藥有效成分促進(jìn)成骨細(xì)胞體外高活性擴(kuò)增。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料的平均開孔率為88.8%,抗壓強(qiáng)度為0.27MPa。藥物釋放曲線檢測(cè)表明,淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料第一天即可檢測(cè)到向溶液中釋放中藥成分,濃度約為4.67mg/L,并且在28d內(nèi)可以觀察到淫羊藿苷的連續(xù)釋放過程,且未出現(xiàn)藥物的突釋現(xiàn)象。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞與支架材料接觸培養(yǎng)時(shí),經(jīng)5d培養(yǎng)后,細(xì)胞增殖率為非接觸組的1.5倍,由此表明細(xì)胞在支架材料的接觸式培養(yǎng)可有效促進(jìn)中藥成分因子通過細(xì)胞膜直接進(jìn)入細(xì)胞,提高藥物利用率。與此同時(shí),對(duì)比細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)板和淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料的增殖率發(fā)現(xiàn),MG-63細(xì)胞培養(yǎng)在淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料時(shí)細(xì)胞的增殖率增加2.3倍,MC3T3-E1細(xì)胞增加1.7倍。通過RT-PCR檢測(cè)MG-63細(xì)胞在二維培養(yǎng)皿、二維PHBV膜、三維PHBV多孔支架材料和三維淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料四種材料上RNA轉(zhuǎn)錄行為,發(fā)現(xiàn)三維淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料在細(xì)胞附著時(shí)會(huì)強(qiáng)化FN與TGF-β1兩個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄水平,增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)的形成；在前期增殖行為中誘導(dǎo)了一些生長因子基因和細(xì)胞外基質(zhì)基因的轉(zhuǎn)錄,包括骨形態(tài)發(fā)生蛋白相關(guān)基因BMP2、BMP6、BMP7,最后強(qiáng)化細(xì)胞外基質(zhì)基因BGN轉(zhuǎn)錄行為,提高細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)生長因子的錨定作用,而三維空間結(jié)構(gòu)在細(xì)胞增殖期間抑制TGF-β1和Col-I轉(zhuǎn)錄。利用淫羊藿苷/PHBV多孔支架材料,初步設(shè)計(jì)中型灌注式生物反應(yīng)器構(gòu)建體外三維細(xì)胞培養(yǎng)模型,發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)最多使細(xì)胞數(shù)量為靜態(tài)培養(yǎng)的4倍。 本論文研究了利用溶劑揮發(fā)法在多孔炭支架材料表面修飾載藥PHBV涂層,制備載藥PHBV/多孔炭支架材料,考察其對(duì)細(xì)胞增殖的調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,制備的載藥PHBV/多孔炭支架材料平均開孔率相較于多孔炭支架材料有所下降,均值為84.2%,但保留了三維多孔連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),連通孔孔徑范圍為200-500μm,抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別為1.076MPa、0.819MPa和0.187MPa。載藥PHBV/多孔炭支架材料同樣發(fā)現(xiàn)具有可控藥物釋放行為,經(jīng)過7d的釋放PBS中藥物濃度為0.727mg/L,而在28d后該值達(dá)到了1.207mg/L。載藥PHBV/多孔炭支架材料上細(xì)胞的附著行為正常,在經(jīng)過3d的培養(yǎng)后,能明顯增強(qiáng)細(xì)胞的增殖,培養(yǎng)7d后MG-63細(xì)胞達(dá)到10倍的增殖,為二維細(xì)胞培養(yǎng)的2.5倍。 總之,本論文通過系統(tǒng)研究體外組織工程細(xì)胞培養(yǎng)多孔炭支架、多孔PHBV支架的制備與表征,發(fā)現(xiàn)經(jīng)HA、PHBV、淫羊藿苷對(duì)上述支架進(jìn)行表面修飾后,能明顯促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖行為,論文進(jìn)一步闡明了支架材料及表面修飾對(duì)細(xì)胞增殖影響的生物學(xué)機(jī)制,為支架材料應(yīng)用于組織工程種子細(xì)胞的體外擴(kuò)增奠定了理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB33;R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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10 宋克東,劉天慶,崔占峰,李香琴,葛丹,孫相玉,馬學(xué)虎;生物反應(yīng)器在組織工程中的應(yīng)用進(jìn)展[J];中國臨床康復(fù);2004年32期

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本文編號(hào)：1617673